此次讲解以示例项目为例,主要阐述关于SIEMENSS7-1500PLC实现Modbus-RTU通信的配置步骤、程序编写及注意事项,详细的系统配置如下图:
工具/原料
电脑
博途软件V12/V13
S7-1500控制器
(一)SIMATIC部件
1、该实例中,Modbus-RTU主站为安装在S7-1500主机架上的CMPtPRS422/485HF,Modbus-RTU从站模块(站地址为2)为安装在ET200SP分布式IO上的CMPtP,接口类型为RS485,通信波特率为9600bit/s,无奇偶校验。
2、(二)硬件组态步骤按照系统配置图,首先组态S7-1516CPU主机架,在主机架上配置点对点通信模块,并将该模块的协议设置为“Modbus”,如下图
3、然后激活CPU的“系统和时钟存贮器功能”,如下图3。(本例程中使用了CPU首次扫描位来实现Modbus的初始化,使用CPU的时钟信号来控制发送频率,该方法供参考。)
4、然后组态ET200SP分布式IO站,并在该分布式IO上组态点对点通信模块,并将该模块的通信协议设置为“Modbus”,如下图
5、(三)软件编写S7颍骈城茇-1500实现Modbus-RTU功能,需要调用以下指令,见下表3,其中“Modbus_Comm_Load”指令用于通信模块的组态,“Modbus_Maste鸡堕樱陨r”指令和“Modbus_Slave”指令分别实现Modbus主站通信和Modbus从站通信“Modbus_Comm_Load”指令和“Modbus_Master”/“Modbus_Slave”指令是通过“Modbus_Comm_Load”指令的“MB_DB”参数来实现关联的。
6、在此,首先编写Modbus主站程序,添加一个新FB,将其命名为“ModbusMaster”,如下图
7、在该FB中以多重背景方式调用“Modbus_Comm_Load”指令,该指令在指令目录下“通信—〉通信处理器—〉Modbus(RTU)”下,如下图
8、在该FB中以多重背景方式调用“Modbus_Master”指令,该指令在指令目录下“通信—〉通信处理器—〉Modbus(RTU)”下
9、然后对“Modbus_Comm_Load”指令进行参数化,由于该指令参数较多,在此只列出必须要关注的参数,如下表所示,其它参数解释见手册或在线帮助。
10、首先要为“Modbus_Comm_Load”指令指定端口,即该指令是针对哪个点对点模块进行参数化的。在硬件配置中,每个硬件均有一个硬件标识符,该硬件标识符在硬件属性中可以查看到,如下图
11、同样,该硬件标识符也可以在“PLC变量—〉显示所有变量—〉系统变量”下可以查看到,如下图
12、所以可以通过如下图所示方法,通过拖拽的方式,将Modbus主站接口的硬件标识符拖至“Modbus_Comm_Load”指令的“Port”接口参数处,如下图
13、接下来,定义端口的工作模式,本示例中,点对点模块的工作模式为RS485,所以需要将“Modbus_Comm_Load”背景数据中静态变量的“MODE”参数赋值为4,赋值既可以通过“Move”指令来完成,也可以通过直接修改该静态变量的默认值来实现,本实例使用后一种方法,参见下图
14、接下来,通过对“Modbus_Comm_Load”指令的“MD_DB”参数赋值,将“Modbus_Comm_Load”指令与“Modbus_Master”指令进行关联,即将“Modbus_Master”指令的背景DB块中静态变量“MB_DB”赋值给“Modbus_Comm_Load”指令的“MD_DB”,可以通过拖拽的方式来实现,拖拽路径如下图
15、对“Modbus_Comm_Load”指令的“咯悝滩镞MD_DB”参数赋值除以上操作外,对于“Modbus_Comm_Load”指令的“REQ”参数,本搏皋咬夼实例使用PLC的首个扫描位来完成。其它参数如波特率,奇偶校验等,请根据实际使用情况对这些参数进行赋值,因本实例波特率为9600bit/s,无奇偶校验,所以以上参数使用缺省设置即可。接下来,对指令“Modbus_Master”进行参数设置,该指令主要参数如下表
16、由于咯悝滩镞Modbus指令读取或写入的数据区必须为指针寻址,所以必须是有绝对地址的区域方可访问,而S7-1500创建的DB块缺省为优化的DB块,变量没有砼旯绢甍绝对地址,无法直接使用。本例中我们创建DB块,并在该DB块内创建一个名为“M_Data”的数组,类型为WORD,长度为100,即创建了100个字的存储空间。然后在该DB块点右键,在属性中将“优化的块访问”前的勾去掉,重新编译该DB块,该DB块就会生成,可以看到每个变量都有偏移地址了,如下图
17、根据下表所示的Modbus功能码,本实例需要Modbus主站读取Modbus从站保持寄存器从起始地址开始的10个字的内容到创建的“Master_Data”中,即Modbus功能码03的功能。
18、根据以上要求,则“Modbus_Master”指令应按如下赋值:“REQ”:本殂翼瑟擀实例使用PLC时钟信号来完成,即下图中的M0.5;“MB_ADDR惺绅寨瞀”:2//访问的从站地址;“MODE”:0;//与“DATA_ADDR”参数一起决定Modbus功能码为03“DATA_ADDR”:40001//Modbus地址“DATA_LEN”:10//数据长度为10个字“DATA_PTR”:该参数可以通过拖拽的方式,将创建的标准DB内的变量“M_Data”拖拽到“DATA_PTR”处,拖拽路径如下图
19、接下来,编写Modbus_RTU从站程序,参照主站的程序,添加一个新FB2“Modbus-Slave”,在该FB中以多重背景方式调用“Modbus_Comm_Load”指令,同样为该指令选择ET200SP的硬件地址,其它通信参数如波特率、奇偶校验等与主站的“Modbus_Comm_Load”指令相同,如下图
20、使用定义主站端口的工作模式相同的方法,将从站点对点模块的工作模式定义为RS485,所以需要将“Modbus_Comm_Load”背景数据中静态变量的“MODE”参数赋值为4,如下图
21、然后,以多重背景的方式调用从站指令“Modbus_Slave”指令,并设醅呓择锗置Modbus从站地址为2,并为从站创建一个标准的DB块“SlaveD锾攒揉敫ata”,长度根据实际情况定,本例中在“SlaveData”中创建了一个长度为200字的数组,并将该变量以拖拽的形式(也可以通过指针P#的方式),将该变量填在“Modbus_Slave”的“MB_HOLD_REG”参数处,如下图
22、然后对“Modbus_Comm_Load”指令的“MD_DB”参数赋值,将“Modbus_Comm_Load”指令与“Modbus_Slave”指令进行关联,即将“Modbus_Slave”指令的背景DB块中静态变量“MB_DB”赋值给“Modbus_Comm_Load”指令的“MD_DB”,可以通过拖拽的方式来实现,拖拽路径如下图
23、将“Modbus_Slave”指令和“Modbus_Comm_Load”指令关联在OB1中分别调用Modbus主站程序块和Modbus从站程序块,并为其分配全局DB块,如下图
24、在OB1中分别调用主站程序和从站程序至此,程序编写基本结束,建立2个变量监砷啼硎实视表,分别用来监视Modbus主站数据和Modbus从站数据,将该例程下载到PLC惺绅寨瞀后,可以看到通信模块对应的收发LED指示灯在闪烁,表示端口正在发送/接收数据。将DB块“SlaveData”中的变量赋值,监视主站“MasterData”中的变量,可以看到主站已经读取到从站的数据,如下图
25、主站侧已成功读取到从站数据Modbus其它功能码使用方法类似,请参照表6修改相应的变量即可,此处不再一一举例。也可以根据此例程,举一反三,编写Modbus-RTU轮询程序。