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控制系統(tǒng)

使用Modbus協(xié)議建立S7-200與紫金橋軟件之間的通訊

星之球激光 來源:中國自動(dòng)化網(wǎng)2012-01-05 我要評論(0 )   

在使用西門子S7-200時(shí),在不增加其它通訊接口模塊時(shí),紫金橋軟件可以通訊PPI協(xié)議與S7-200直接通訊。但這種通訊方式由于受通訊協(xié)議本身限制,在通訊數(shù)據(jù)較多時(shí),通訊速度...

在使用西門子S7-200時(shí),在不增加其它通訊接口模塊時(shí),紫金橋軟件可以通訊PPI協(xié)議與S7-200直接通訊。但這種通訊方式由于受通訊協(xié)議本身限制,在通訊數(shù)據(jù)較多時(shí),通訊速度相對較慢,使用Modbus協(xié)議則通訊速度可以提高約一倍。下面就介紹一下怎么使用Modbus協(xié)議建立S7-200與紫金橋軟件之間的通訊:

硬件連接

在使用Modbus協(xié)議時(shí),計(jì)算機(jī)與S7-200之間通訊直接使用PPI通訊電纜即可。但如果通訊距離較遠(yuǎn),或者需要將多個(gè)S7-200連接到一個(gè)通訊總線上時(shí),我們可以通過如下方法配制通訊鏈路。

  • 選配一個(gè)計(jì)算機(jī)通訊端口

由于S7-200通訊端口物理層使用的是RS-485通訊規(guī)范,因此我們需要在計(jì)算機(jī)端增加一個(gè)RS-485通訊端口,才能與計(jì)算機(jī)通訊建立通訊。如果計(jì)算機(jī)閑置的串口,我們可以選配一個(gè)RS-232轉(zhuǎn)RS-484轉(zhuǎn)換器即可;如果沒有閑置的串口,我們通過在計(jì)算機(jī)中增加一個(gè)RS-485通訊卡也可以;現(xiàn)在很多計(jì)算機(jī)都有USB口,我們也可以在計(jì)算機(jī)上外接一個(gè)USB轉(zhuǎn)RS-485轉(zhuǎn)換器。

  • 連接通訊電纜

S7-200的通訊端口是一個(gè)9孔(famel)D型插頭,針腳分布如下所示:

針腳

信號

1

地線 (RS-485 邏輯地)

2

24 V 地線 (RS-485 邏輯地)

3

信號B (RxD/TxD+)

4

RTS (TTL level)

5

地線 (RS-485 邏輯地)

6

(空)

7

24 V 電源

8

信號A (RxD/TxD-)

9

通訊選擇

S7-200通訊端口(端口0)與RS-485板卡或RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器之間接線,如下圖所示:

S7-200編程及設(shè)置

在缺省情況下S7-200的通訊端口是不支持Modbus協(xié)議的,要想實(shí)現(xiàn)Modbus通訊必需在PLC的主程序模塊中調(diào)用Modbus通訊子程序。Modbus通訊子程序可以從“STEP 7-Micro/WIN Add-On: Instruction Library (STEP 7-Micro/WIN附件:指令庫)”中獲得。在安裝了“STEP 7-Micro/WIN附件:指令庫”后,在導(dǎo)航樹“指令/庫”下面我們可以找到“Modbus Protocol”。在其下面包含了MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個(gè)子程序,MBUS_INIT用于對Modbus通訊進(jìn)行初始化,MBUS_SLAVE用于在指定端口上提供Modbus從站通訊服務(wù)。下在介紹如何在主程序中調(diào)相關(guān)子程序及環(huán)境參數(shù)設(shè)置:

調(diào)用Modbus通訊初始化命令

首先為MBUS_INIT命令建立一個(gè)觸發(fā)條件(只觸發(fā)一次),如:SM0.1;從導(dǎo)航樹“指令/庫/ Modbus Protocol”下面,將MBUS_INIT指令拖拽到主程序塊中。再就是正確設(shè)置MBUS_INIT各項(xiàng)調(diào)用參數(shù)和執(zhí)行結(jié)果輸出地址,我們可以建立一下如下圖所示初始化調(diào)用過程:

Mode:協(xié)議類型,1-Modbus協(xié)議;0-PPI協(xié)議。

Addr: PLC地址,1~247,。

Baud: 通訊波特率,1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或11520。

Parity: 校驗(yàn)方式,0-無校驗(yàn);1-奇數(shù)校驗(yàn);2-偶數(shù)校驗(yàn)。

Delay:信息結(jié)束超時(shí)時(shí)間,0~32767,有線連接設(shè)置為0即可。

MaxIQ:0~128,映射在離散輸入寄存器或離散輸出寄存器中的I或Q數(shù)。建議為:128。

MaxAI:0~32;映射在模擬輸入寄存器中AIW數(shù);CPU 221為0,CPU 222為16,CPU 224、226和226XM為32。

MaxHold:V內(nèi)存映射在保持寄存器中的寄存器數(shù)。

HoldStart:V內(nèi)存的映射時(shí)的起始地址。

Done:初始化指完成時(shí),輸出為開狀態(tài);開關(guān)量(Bit)。

Error:初始化錯(cuò)誤代碼,請參閱Modbus從機(jī)協(xié)議執(zhí)行錯(cuò)誤代碼;輸出為字節(jié)。

調(diào)用Modbus從機(jī)通訊命令

初始化完成后,就可以調(diào)用Modbus從機(jī)通訊命令(MBUS_SLAVE)了。通常Modbus從機(jī)通訊命令在主程序塊的每個(gè)執(zhí)行周期都要初執(zhí)行(始終保持通訊狀態(tài)),因?yàn)榭梢杂靡粋€(gè)常開量作為命令的觸發(fā)條件,如:SM0.0。從導(dǎo)航樹“指令/庫/ Modbus Protocol”下面,將MBUS_SLAVE指令拖拽到主程序塊中。調(diào)用過程如下圖所示:

Done: 當(dāng)MBUS_SLAVE指令響應(yīng)對Modbus請求時(shí),"Done"為開狀態(tài)。沒通訊請求時(shí)"Done"為關(guān)狀態(tài)。

Error:指令執(zhí)行結(jié)果。只有"Done"為開狀態(tài)時(shí),此狀態(tài)有效。請參閱Modbus從機(jī)協(xié)議執(zhí)行錯(cuò)誤代碼;輸出為字節(jié)。

庫存儲區(qū)分配

在完成前面兩個(gè)指令調(diào)用后,還要為庫指令使用的符號分配內(nèi)存。當(dāng)庫指令被插入到主程序塊中,在導(dǎo)航樹“程序塊”下會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“庫”節(jié)點(diǎn)。在“庫”節(jié)點(diǎn)上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,在彈出菜單中選擇“庫存儲區(qū)”,進(jìn)入“庫存儲區(qū)分配”對話框。

在地址框中輸入分配內(nèi)存的開始地址,或者通過點(diǎn)擊“建議地址”按鈕自動(dòng)分配內(nèi)存。注意,分配的內(nèi)存不要與已使用的內(nèi)存重疊。

紫金橋軟件組態(tài)

完成PLC編程和配制后,還要對紫金橋軟件進(jìn)行配制,這樣才能獲取、處理、查測、存儲和顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。組態(tài)過程分為兩個(gè)步驟:(1)設(shè)備組態(tài),即建立一個(gè)與PLC相對應(yīng)的邏輯設(shè)備;(2)點(diǎn)組態(tài),即建立過程數(shù)據(jù)庫點(diǎn)的過程參量與PLC中變量的對應(yīng)關(guān)系,從而利用點(diǎn)的自身功能進(jìn)行處理、檢測和存儲。當(dāng)然要將過程數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn)給用戶,還要進(jìn)行交互界面(窗口)組態(tài)。但這一過程對所有應(yīng)用是相同這,這里就不介紹了。#p#分頁標(biāo)題#e#

設(shè)備組態(tài)

設(shè)備組態(tài)就根據(jù)PLC使用的通訊協(xié)議及在網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)地址、端口屬性等對通訊參數(shù)進(jìn)行定義的過程。

進(jìn)入紫金橋開發(fā)環(huán)境,將導(dǎo)航樹切換到“數(shù)據(jù)庫”,在導(dǎo)航樹上選擇“設(shè)備驅(qū)動(dòng)/MODBUS/
MODBUS(ASCII&RTU串口通訊)”,單擊鼠標(biāo)右鍵,在單出菜單中選擇“增加設(shè)備驅(qū)動(dòng)”會(huì)彈出發(fā)下所示對話框:

在對話框中輸入設(shè)備名稱、設(shè)備地址(與PLC中MBUS_INIT初始化的Addr參數(shù)一致),選擇串口號,并且設(shè)置(點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕)端口屬性,使用它與PLC中MBUS_INIT命令設(shè)置的屬性一致。點(diǎn)擊“下一步”:

在Modbus設(shè)備定義對話框中將協(xié)議類型選擇為“RTU”,存貯器類型選擇“32位”(即長整和浮點(diǎn)型4字節(jié)的數(shù)據(jù)的傳送格式為高位在前,低位在后)。單擊“完成”按鈕,則設(shè)備組態(tài)完成。

點(diǎn)組態(tài)及I/O連接

完成了點(diǎn)組態(tài)還要進(jìn)行點(diǎn)組態(tài)I/O連接,這樣才能將PLC中的變量映射到紫金橋軟件中。

進(jìn)入紫金橋開發(fā)環(huán)境,將導(dǎo)航樹切換到“數(shù)據(jù)庫”,在導(dǎo)航樹上雙擊“點(diǎn)組態(tài)”,進(jìn)入點(diǎn)組窗口:

選擇點(diǎn)類型,建點(diǎn),設(shè)置常規(guī)參數(shù)是點(diǎn)組態(tài)的基本操作,對所有應(yīng)用是相同的,這里就不詳細(xì)說明了。下面重點(diǎn)介紹一下I/O連接及與變量對應(yīng)關(guān)系。

這里以模擬I/O點(diǎn)的I/O連接為例。新建一個(gè)模擬I/O點(diǎn)后,輸入點(diǎn)名,切換到“數(shù)據(jù)連接”屬性頁:

從該屬性的設(shè)備列表框中選擇在上一步驟中建立的設(shè)備(如:MOD),點(diǎn)擊“增加連接項(xiàng)”按鈕,進(jìn)入“Modbus組點(diǎn)對話框”:

這里的“內(nèi)存區(qū)”、“偏置”和“數(shù)據(jù)格式”是與PLC中部分內(nèi)存類型和地址相對應(yīng)的。對于在Modbus協(xié)議中不能對應(yīng)的PLC內(nèi)存類型,如果需要上傳到過程數(shù)據(jù)庫中,可以先它們先移動(dòng)到V內(nèi)存區(qū),再通過V內(nèi)存區(qū)讀取。S7-200內(nèi)存區(qū)與紫金橋I/O連接對應(yīng)關(guān)系如下所示:


 

 

S7-200地址

紫金橋軟件I/O連接

內(nèi)存區(qū)

偏置

Q0.0

DO離散輸出量

0

Q0.1

1

Q0.2

2

……(Qm.n)

……(m*8+n)

Q15.6

126

Q15.7

127

I0.0

DI離散輸入量

0

I0.1

1

I0.2

2

……(Im.n)

……(m*8+n)

I15.6

126

I15.7

127

AIW0

AR輸入寄存器

0

AIW2

1

AIW4

2

……(AIW2n)

……(n)

AIW62

31

Hold Start(如:VB0)

 

0

Hold Start+2(如:VB2)

 

1

Hold Start+4(如:VB4)

 

2

……

 

……

Hold Start+(HoldMax-1)*2

 

HoldMax-1

#p#分頁標(biāo)題#e#

在完成存貯區(qū)和地址組態(tài),還要注意一點(diǎn)就是數(shù)據(jù)類型一致性,只有類型一致才能從PLC上獲得正確數(shù)據(jù)。我們可以從“數(shù)據(jù)格式”中選擇格式。對于字寄存器我們也可以將它拆分為位,從而獲得某個(gè)位的狀態(tài)。

注:對新組態(tài)的數(shù)據(jù)庫點(diǎn)只有重新啟動(dòng)后才會(huì)生效。

 

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