西门子S7-1200与G120变频器的Modbus RTU通讯
发布日期:
2023-05-18

一、S7-1200与变频器的连接

1.1本例程的系统配置

本例程中用到的硬件:S7-1200(CPU 1214C)、G120 ( 控制单元CU240B-2 )、一台装有TIA Portal软件的PC机、CM1241模块、电源模块、标准RJ45网线。

1.2 硬件连接

1.2.1硬件连线

本例程中的硬件间的结构如下图所示:

西门子S7-1200与G120变频器的Modbus RTU通讯

图1-1

1.2.2 PLC与控制单元通信端口之间的连接

用电缆将CU240B-2 Modbus 通讯接口与PLC通信模块连接起来,如下图所示。

西门子S7-1200与G120变频器的Modbus RTU通讯

图1-2

二、变频器设置

2.1 地址设置

可以通过控制单元上的地址开关,也可以通过参数 P2021 或 STARTER 中“Control Unit / Communication / Field bus”页面来确定变频器的 Modbus-RTU 地址。

只有所有地址开关都设为“OFF”(0)时,P2021 或 STARTER 中的设置才有效。否则,Modbus-RTU 地址为地址开关所设置的地址。

2.2 参数设置

除了设置地址之外,还需要对其他一些变频器的通信参数进行设置,才可以进行MODBUS通信。具体需要设置的参数如表2-1所示:

西门子S7-1200与G120变频器的Modbus RTU通讯

表2-1

三、PLC组态和编程

3.1 创建项目

首先创建一个项目,点击创建新项目,输入名称,路径等信息。

3.2 硬件组态

按照新手上路的提示首先选择设备和网络,进行硬件组态。

点击添加新设备,添加相应型号的设备,修改设备名称,选择版本号,点击添加。

在弹出的设备与网络的右侧硬件目录中,找到通信模块-点到点-CM1241(RS485),加入CM1241通信模块。

双击设备视图中的RS485端口,设置端口组态。

在左侧的项目树-设备-在线访问-Broadcom NetXtreme。。。(本例程PC机所使用的网卡),双击更新可使用的设备,搜索到连接的设备。

3.3 编程

在左边的设备中找到S7-1200/程序块,打开主程序(Main[OB1])。在右边的指令栏里选择通信/通信处理器/MODBUS,添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER。

在弹出的调用选项中,定义一个背景数据块。

使用同样的方法,再加入一个MB_MASTER模块,同样定义背景数据块。

分别设置MB_COMM_LOAD和MB_MASTER模块。

其中,MB_COMM_LOAD与MB_MASTER指令的参数说明,请参考表3-1,表3-2。

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表3-1 MB_COMM_LOAD指令的参数

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表3-2 MB_MASTER指令的参数

3.4 下载

编译,确认无误后,点击下载。在弹出的“扩展的下载到设备”中,选择PG/PC接口类型,以及PG/PC接口。选择设备,并点击下载。

在弹出的下载预览中,查看将要覆盖的内容,选择统一下载,并点击下载。

3.5 监视

点击转到在线,并点击启动监视,此时即可通过PLC给变频器进行MODBUS通信。

四、MODBUS通信控制变频器

4.1 使用MODBUS通信控制变频器启停

如下图所示,打开Tag_1,使能MB_MASTER。使能完成之后,关闭Tag_1。

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图4-1

如图4-2,将MODE改为1(即写入数据),DATA_ADDR写入40101(主设定值寄存器号),DATA_PTR写入1000(给定值的写入值)。然后REQ使用一个脉冲沿来发送给定值。此时,变频器的给定值已经改为1000。

然后将DATA_ADDR写入40100(控制字寄存器号),DATA_PTR写入047E(停车),然后REQ使用一个脉冲沿来发送停车命令。再将DATA_ADDR写入40100(控制字寄存器号),DATA_PTR写入047F(启动),然后REQ使用一个脉冲沿来发送启动命令。

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图4-2

注意:

MB_COMM_LOAD使能完成之后,一定要将Tag_1关闭,否则MB_MASTER模块将无法使用。

变频器启动位需要一个上升沿,所以先给其停车命令,然后发送启动命令,利用上升沿来启动变频器。

4.2 使用MODBUS通信修改和查看变频器参数

现在,以参数P1120加速时间为例,对参数的修改和查看进行讲解。

首先,进行读参数的演示。将MODE输入改为0(即读参数模式),将DATA_ADDR中写入40322(即加速时间的寄存器号),然后REQ使用脉冲沿来发送一个读请求。此时,可以接收到参数P1120中的数据位1000(即加速时间为10s)。

然后进行写参数:将MODE输入改为1(即写参数模式),将DATA_ADDR中写入40322(即加速时间的寄存器号),在DATA_PTR中写入500,然后REQ使用脉冲沿来发送一个写请求。此时,已经将500写入了参数P1120之中,加速时间改为5s。

控制单元中的 Modbus 寄存器和对应的参数如下表所示:

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表4-1 Modbus 寄存器和对应的参数

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