西门子S7-1200 控制器是我们新推出产品的核心,可实现简单却高度精确的自动化任务。西门子S7-1200 控制器实现了模块化和紧凑型设计,功能强大、投资安全并且*适合各种应用。可扩展性强、灵活度高的设计,可实现标准工业通信的通信接口以及一整套强大的集成技术功能,使该控制器成为完整、全面的自动化解决方案的重要组成部分。
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西门子S7-1200 Modbus RTU 通信概述
西门子S7-1200 Modbus RTU 通信概述
Modbus具有两种串行传输模式:分别为ASCII和RTU。Modbus是一种单主站的主从通信模式,Modbus网络上只能有一个主站存在,主站在Modbus网络上没有地址,每个从站必须有的地址,从站的地址范围为0 - 247,其中0为广播地址,从站的实际地址范围为1 - 247。
Modbus RTU通信以主从的方式进行数据传输,在传输的过程中Modbus RTU主站是主动方,即主站发送数据请求报文到从站,Modbus RTU从站返回响应报文。
S7-1200以下模块支持 Modbus RTU通信:
通信模块/通信板 | 订货号 |
CM1241 RS232 | 6ES7 241-1AH32-0XB0 |
CM1241 RS485 | 6ES7 241-1CH30-0XB0 |
CM1241 RS422/485 | 6ES7 241-1CH32-0XB0 |
CB 1241 RS485 | 6ES7 241-1CH30-1XB0 |
注意:
1. 使用通信模块CM 1241 RS232作为Modbus RTU主站时,只能与一个从站通讯。
2. 使用通信模块CM 1241 RS485作为Modbus RTU主站时,则允许建立多与 32 个从站的通讯。
3. 使用通信板CB 1241 RS485时,CPU 固件必须为 V2.0 或更高版本,且使用软件必须为STEP 7 Basic V11 或STEP 7 Professional V11 以上更高版本。
S7-1200 Modbus RTU 指令
随着 TIA PORATL 软件和 S7-1200 CPU 固件的不断更新,S7-1200 Modbus RTU 指令也出现了不同的版本。 用户需要根据使用的软件和硬件,正确选择使用符合要求的 S7-1200 Modbus RTU 指令来实现 Modbus RTU 通信。
软件,硬件要求和指令版本说明如下。
软件 STEP 7 V11 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令
软件 STEP 7 V11版本开始,可以从“指令”→“通信处理器”→“MODBUS”下直接调用 “MB_COMM_LOAD”和“MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令,如下图1所示:
图1 Modbus RTU指令
Modbus RTU指令有两个版本:分别为V1 和V2。版本V1初在 STEP 7 Basic V10.5 中提供;版本V2 在 STEP 7 Basic/Professional V11 中提供。
软件 STEP 7 V13 SP1 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令
TIA V13 SP1版本软件中提供了2个版本的 Modbus RTU指令。如下图 2 所示:
- 早期版本的 Modbus RTU 指令(图2. 中 MODBUS (V2.2))仅可通过 CM1241 通信模块或 CB1241 通信板进行 Modbus RTU 通信。
- 新版本的 Modbus RTU 指令(图2. 中 MODBUS(RTU) V3.0)扩展了 Modbus RTU 的功能,该指令除了支持 CM1241 通信模块、CB1241 通信板,还支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 机架上的 PTP 通信模块实现 Modbus RTU 通信。
注意:新版本 Modbus RTU 指令的使用限制条件
新版本 Modbus RTU 指令通过CM1241通信模块或CB1241通信板进行Modbus RTU通信时,需要满足如下条件:
a. S7-1200 CPU 的固件版本不能低于V4.1;
b. CM1241通信模块 V2.1 以上或 CB1241。
图2. 两个版本 Modbus RTU 指令
常问问题:
S7-1200 是否支持 Modbus ASCII 通信模式?
西门子不提供支持上述通信模式的的现成指令,需要用户自己用自由口模式编程。
Modbus RTU指令V1和V2两个版本有什么区别?
Modbus RTU指令版本 V2 将参数 “REQ” 和 “DONE” 添加到“MB_COMM_LOAD”指令。而且,“MB_MASTER”和“MB_SLAVE ”指令的“MB_ADDR ”参数现在允许一个 UInt 值以进行扩展寻址。
同一CPU程序中是否可以同时使用V1和V2两个不同版本的Modbus RTU指令?
不能在同一CPU 程序中同时使用V1(V1.x)和V2(V2.y)指令版本。用户程序的 Modbus 指令必须具有相同的主版本号;主版本组内的各个指令可具有不同的次版本号。
S7-1200 通信模块CM1241是否可作为Modbus RTU主站或作为Modbus RTU从站?
对S7-1200 通信模块CM1241组态并编程调用“MB_COMM_LOAD”指令,可将其设置为Modbus RTU通信模式。通过编程调用“MB_MASTER”指令,S7-1200 通信模块CM1241可作为Modbus RTU主站,或调用“MB_SLAVE”指令,S7-1200 通信模块CM1241可作为Modbus RTU从站。
注意:无论S7-1200 通信模块CM1241作为Modbus RTU主站还是从站,都需要调用“MB_COMM_LOAD”指令进行编程。
S7-1200 CM1241/CB1241 Modbus RTU 通信是否支持两位停止位?
支持。
注意:S7-1200 CM1241/CB1241属性里可以设置停止位, 但是该模块用于 Modbus 通信时,此设置的停止位无效, 需要在 Modbus_Commload 指令的背景 DB 里 Static 修改 STOP_BITS停止位数值为 2。如下图 3, 4所示:
图3. CM1241 配置停止位参数
Modbus_Commload 指令的背景 DB 里 Static 修改 STOP_BITS停止位数值为 2(默认值=1)
WinCC V7.2与S7-1200PLC常规通信
- 1.设置PLC通讯参数以及DB块属性设置
- 2. WinCC添加新驱动
- 3. 电脑网卡参数设置
- 4 设置PG/PC接口
- 5 WinCC 软件设置
- 6 通讯诊断
目录
自WinCC V7.2版本起,软件新增加了 “SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel”通道,用于WinCC与 S7-1200/S7-1500 PLC之间的通信。此驱动只支持以太网通讯,使用 TCP/IP 协议。
文档示例的软/硬件环境
硬件:WinCC项目运行的电脑自带普通以太网卡、CPU 1214C
软件:WinCC V7.2 Upd6、Simatic NET V8.2 SP1、Step7 V13(用于组态S7-1200)
1.设置PLC通讯参数以及DB块属性设置
在Step7 V13组态软件中打开S7-1200项目,关于PLC硬件组态步骤在此不详述。
注意,如果您使用固件版本为 V4.0 以上的 S7-1200 CPU,则需要如下额外设置,才能保证通信正常。
请点开 CPU 的设备组态,“属性->常规->保护”里“连接机制”一项需要勾选“允许从远程伙伴(PLCHMIOPC...)使用 PUT/GET 通信访问”,如下图所示:
在树形菜单中打开“设备和网络”,打开网络视图点击CPU 1214C 通讯端口,在“属性”界面中设置通讯参数,在“子网”列表中可把接口连接到某一子网,设置 “IP地址”和“子网掩码”参数。简单通讯情况下,可以不用启用IP路由器,如图 1. 所示。
图 1. S7-1200通讯参数
打开项目中“程序块”,创建DB块,创建数据,如图2.所示。
图 2. 创建DB块
注意:WinCC需要读写的DB块,不能使用符号寻址,只能使用寻址。所建的DB块属性中需要取消“优化的块访问”,如图3. 所示。
图3. DB块属性
编写相应的PLC程序,下载到实际硬件。
2. WinCC添加新驱动
在WinCC项目中可添加此驱动,如图4. 所示,打开变量管理界面,选择“变量管理”点击鼠标右键,选择“添加新的驱动程序”,在驱动列表中选择“SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel”驱动。
图 4. 添加驱动
3. 电脑网卡参数设置
在操作系统网络连接中设置此网卡的IP地址以及子网掩码,在此例中,IP地址和PLC的IP地址在同一样网段中,子网掩码*,如图5.所示。
图5.网卡参数
在PLC和电脑之间接入以太网通讯电缆,测试电脑与PLC之间物理连接是否正常。选择操作系统左下角“开始”菜单,在下一行运行栏中输入“CMD”命令,然后敲回车进入DOS命令界面。在界面中输入ping命令,格式:ping <PLC IP地址> 回车。如果物理连接正常如图6. 所示;如果显示超时或者硬件故障,请检查IP地址设置、网卡驱动以及物理网线。
图6.测试物理连接
4 设置PG/PC接口
打开电脑的控制面板,选择“设置 PG/PC 接口”选项,在界面中点击“应用程序访问点”下拉列表,选择<添加/删除>,如图7.所示。
图7. 设置PG/PC 接口
在弹出框中“新建访问点”填写“CP-TCPIP”,点击“添加”按钮添加访问点,如图8.所示,完成后关闭对话框。
图8.新建访问点
返回“设置 PG/PC 接口”界面,“应用程序访问点”选择“CP-TCPIP”,“为使用的接口分配参数”选择普通以太网卡的TCPIP协议,如图9.所示,完成后点击“确定“退出。
图9.设置访问点
5 WinCC 软件设置
鼠标右键“SIMATIC S7-1200, S7-1500 Channel”驱动下“OMS+”选项,选择“新建连接”新建与S7-1200 PLC的连接。右键选择连接名称,选择“连接参数”,如图10.所示。
图10.新建连接
连接参数中,“IP地址”填写PLC通讯端口的IP地址,“访问点”填写“设置 PG/PC接口”中设置的访问点,“产品系列”填写“ S7 1200”,如图11.所示。
图11.连接参数
在新建的连接列表中,创建对应的变量,如图12.所示。
图 12. 创建变量
6 通讯诊断
项目激活后,在变量管理界面可以直接观察到通讯是否建立,绿勾表示通讯建立,如图13.所示。通讯建立后在变量管理中组态相对应的变量。
图13. 变量管理诊断
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