1、系統配置

1.1 軟件

安裝 Step7 Micro/Win SMART software(含 Modbus協議庫)的PC機，本例中使用的是Step7 Micro-Win SMART V2.0。

1.2 硬件

G120配備CU240E-2控制單元的變頻器一臺、異步電機一臺、S7-200 SMARTPLC一臺、標準DRIVE-CLIQ電纜一根、雙絞屏蔽電纜一根。本例中，使用的G120的控制單元CU240E-2固件版本V4.6。

注意：在使用MicroWin software創建項目之前，確認Modbus庫文件已經存在。

圖1-1 S7-200 SMART 界面

2、硬件接線 2.1 CU240E-2控制單元接口

CU240E-2控制單元端子排如圖2-1，RS485接口在控制單元的底部，共有5個接線端子，其中從左到右，2號端子為RS485P，3號端子為RS485N，這兩端子用于通信數據的發送和接收。

圖2-1 控制單元端子圖

2.2 G120 與S7-200 SMART接線

圖2-2 PLC和控制器接線圖

S7-200 SMART作為Modbus通信主站，其通信端口和變頻器從站的接線如圖 2-2。在通信網絡的首、末端需要使用終端電阻。對于S7-200 SMART，需要在通信端口端子 3和8之間連接一阻值為120歐姆的電阻。對于變頻器，把通 信網絡末端的CU240E-2終端電阻撥碼開關撥到ON位置即可（位置在圖 2-1中，標號⑨）；中間位置的 CU240E-2，終端電阻撥碼開關必須撥到OFF位置。本 例中，S7-200 SMART使用CPU自帶通信端口和變頻器進行通信。

3、通信設置

3.1 設置通訊接口

本例程使用PLC 以太網接口和 DRIVE-CLIQ 電纜，設置通信接口，如下圖3-1。

第一步:雙擊“通信”，彈出“通信”設置窗口；

第二步：選擇網絡接口卡，設置為“ICP/IP.AUTO.1”，系統會自動收索CPU。

圖3-1 設置通信接口

3.2 建立PC和PLC之間的連接

選擇“網絡接口”后自動搜索到CPU，如圖3-2。

第一步：搜索到 CPU 后，選擇搜索到的CPU，點擊CPU的”IP地址”。

第二步：點擊“ 確定 ” 按鈕，完成網絡連接。

圖3-2 建立S7-200 CPU和控制器連接

4、變頻器參數設置

4.1 變頻器地址設置

變頻器的Modbus通信地址可以通過控制單元上的總線地址撥碼開關進行設置，如圖 4-1。 當地址撥碼開關的位置都為OFF時，也可用過參數 P2021進行設置。（說明： 改變地址后需重新上電后才能生效）

圖 4-1 地址開關設置

4.2 變頻器參數設置

對變頻器一些基本的通信參數進行設置，才可以進行Modbus通信，如表4-2所示：

表4-2 變頻器的參數設置

4.3 G120常用寄存器說明

G120變頻器常用寄存器介紹，也是本例所使用的寄存器，如表4-3。要了解更多的 G120寄存器信息，請參見G120操作手冊 。

表4-3 常用寄存器說明

5、PLC編程

5.1 初始化程序

使用Modbus協議的初始化模塊MBUS_CTRL，初始化S7-200 SMART的CPU端口專用于Modbus主站通信，如圖 5-1。

圖 5-1 初始化

功能塊說明：

注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考 Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。

EN使能： 必須保證每一掃描周期都被使能（使用SM0.0

Mode模式： 為1時，使能Modbus協議功能；為0時恢復為系統PPI協議。Baud 波特率： 支持的通訊波特率為4800，9600，19200 ,此處設置 9600。 Parity 校驗： 校驗方式選擇 （G120采用偶校驗）

0＝無校驗

1＝奇較驗

2＝偶較驗

Port端口：設置物理通信端口（0= CPU中集成的 RS-485，1= 可選 CM01信號板上的 RS-485或RS-232）。

Timeout超時：主站等待從站響應的時間，以毫秒為單位，典型的設置值為1000毫秒（1 秒），允許設置的范圍為 1-32767。注意：這個值必須設置足 夠大以保證從站有時間響應。

Done完成位：初始化完成，此位會自動置1。

Error：初始化錯誤代碼。

5.2 主站讀寫功能塊

5.2.1 寫控制字

圖5-2 寫控制字

功能塊說明：

注：此處以及下文的“功能塊說明”僅介紹了功能塊內的主要管腳功能，未說 明的管腳功能，請參考Step7 Micro-Win SMART V2.0軟件的幫助文件。

EN使能：同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能。注意：G120對于寫指令同一時刻只運行對一個保持寄存器操作；讀指令同一時 刻最大允許操作125個保持寄存器。

First讀寫請求位：每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發。

Slave從站地址：可選擇的范圍1-247

RW請求方式： 0＝讀，1＝寫

Count數據個數：通訊的數據個數（位或字的個數）。注意：Modbus主站可讀/寫的最大數據量為120個字（是指每一個MBUS_MSG指令）。

DataPtr數據指針：

如果是讀指令，讀回的數據放到這個數據區中 ；

2. 如果是寫指令，寫出的數據放到這個數據區中 。

Done 完成位：讀寫功能完成位 。

Error錯誤代碼： 只有在 Done位為1時，錯誤代碼才有效。

常用的控制字：

047E ：運行準備

047F ：正轉啟動

0C7F ：反轉啟動

04FE ：故障確認

5.2.2 寫速度設定值

圖5-3 寫速度值

5.2.3 讀狀態字和速度實際值

圖5-4 讀狀態字1和速度實際值

5.2.4 讀取斜坡時間

圖5-5 讀參數 P1120、P1121

5.2.5 寫斜坡下降時間

圖5-6 寫參數 P1121

6、分配庫存儲區

在編譯程序之前，首先要為Modbus庫分配可用的全局 V存儲器地址，如圖6-1所示。

第一步：選擇 “程序塊” ->“ 庫” 右鍵，選擇“庫存儲區”；

第二步：點擊 “建議地址”， 選擇 V存儲器的地址；

第三步：點擊 “確定”退出。

圖6-1 分配庫存儲區

7、調試程序

程序編輯完成后，要調試程序，如下圖7-1所示。

第一步：點擊“保存“，保存好編輯的程序；

第二步：點擊“編譯“，編譯程序；

第三步：點擊“下載“，把程序下載到PLC的CPU當中； 第四步：點擊“運行“，啟動程序。

圖7-1 調試程序

8、監控狀態表

通過監控狀態表，可以修改過程數據和監控過程數據的變化狀態，如圖8-1所示。

圖8-1狀態表

控制字：VW100=16#047F 說明啟動命令已經給了。

狀態字：VW300=16#EF37 說明變頻器的狀態，參見 r0052。

主設定值：VW200=16#1000 說明速度設定值已經給了，16#0-4000對應轉速 0-P2000的值。

速度實際值：VW302=16#1000 說明電機實際轉速已經運行到 375rpm。 斜坡上升時間：VW400=1000，從寄存器列表中可以看到 40322的寄存器的定 標系數是 100，所以參數 P1120=1000/100=10。

斜坡下降時間：VW402=2000，讀的下降時間；VW500=2000，設定的下降時 間；VW402=VW500，說明寫指令已經生效。從寄存器列表中可以看到 40323 的寄存器的定標系數是 100，所以參數 P1121=2000/100=20。

9、Modbus錯誤代碼

Done完成位：Modbus功能塊的完成位，用于確定功能塊的操作是否完成；

Error 錯誤代碼：只有在Done位為1時，錯誤代碼才有效。Modbus錯誤代碼及含義如表 9-1所示。

表9-1 Modbus錯誤代碼表