西門子模塊6ES7431-0HH00-0AB0

 (一)西門子200PLC使用MPI協(xié)議與組態(tài)王進行通訊時需要哪些設置?1)在運行組態(tài)王的機器上需要安裝西門子公司提供的STEP7Microwin3.2的編程軟件，我們的驅(qū)動需要調(diào)用編程軟件提供的MPI接口庫函數(shù)；2)需要將MPI通訊卡CP5611卡安裝在計算機的插槽中，使用西門子公司提供的電纜和。

三、從系統(tǒng)的可擴展性和兼容性的方面來說
市場上控制類產(chǎn)品繁多，無論DCS還是PLC，均有很多廠商在生產(chǎn)和銷售。對于PLC系統(tǒng)來說，一般沒有或很少有擴展的需求，因為PLC系統(tǒng)一般針對于設備來使用。一般來講，PLC也很少有兼容性的要求，比如兩個或以上的系統(tǒng)要求資源共享，對PLC來講也是很困難的事。而且PLC一般都采用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，比如西門子的MPI總線性網(wǎng)絡，甚至增加一臺操作員站都不容易或成本很高。
 　西門子電機軟啟動器的常見故障
 1、電動機起不來
  電動機起不來的原因大致分兩種情況：一是六只可控硅的其中一只觸發(fā)不可靠或是不導通，此時一相電路通過的是半波直流，電動機的兩相繞組通過的直流對電動機起到了制動作用，不僅電機起不來，嚴重的還會燒毀電機和可控硅。二是啟動參數(shù)或啟動曲線不合適造成電機起不來，這是常見故障。前者在使用過程當中會發(fā)生，但幾率低于接觸器的故障率。后者多發(fā)生在次投運調(diào)試，調(diào)試好以后就不會出現(xiàn)。多數(shù)的廠家不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，啟動程序性能好，出廠值設定的適用性強。只有很少廠家的產(chǎn)品需要廠家自己去調(diào)試。 

可控硅燒毀
  可控硅擊穿或，此類故障不分品牌，因廠家而易，但都比接觸器的故障率低，而且主要問題出現(xiàn)在餅式可控硅的安裝工藝上。
3、控制器燒損
  相對于軟啟動器來講，控制器燒毀故障是嚴重的。有的廠家此類故障造成的返修率已超過30%。進口的或合資的廠家此類問題不多見。主要是控制器的電源和觸發(fā)電路以及輸入電路三部分容易燒毀。。
西門子變頻器選擇注意事項
　　西門子公司不同類型的變頻器，用戶可以根據(jù)自己的實際工藝要求和運用場合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時應注意以下幾點注意事項：
　　1、根據(jù)負載特性選擇變頻器，如負載為恒轉(zhuǎn)矩負載需選擇西門子mmv/mdv、mm420/mm440變頻器，如負載為風機、泵類負載應選擇西門子430變頻器。
　　2、選擇變頻器時應以實際電動機電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電動機的額定功率只能作為參考。另外，應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機的功率因數(shù)和效率變差。因此，用變頻器給電動機供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動機的電流會增加10%而溫升會增加20%左右。所以在選擇電動機和變頻器時應考慮到這種情況，適當留有余量，以防止溫升過高，影響電動機的使用壽命。
　　3、變頻器若要長電纜運行時，此時應該采取措施長電纜對地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應放大一、兩擋選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。


2．斷開上級用戶高壓開關(guān)，5 分鐘后，斷開QS1，QS2。
3．按下UPS 電源按鈕，此時風機停機，斷開變頻器控制電源開關(guān)CDS1，操
作完畢。

　　PC/PPI其實就是一根RS485/RS232的匹配電纜。2、晶體管輸出與繼電器輸出各自的優(yōu)點如何?晶體管不能帶AC220V的交流負載，只能帶低壓的直流。對抗過載和過壓的能力差。但可以高頻輸出，適合高頻率輸出的場合，例如脈沖控制。
　　繼電器可以帶AC220V和直流的負載。但由于繼電器本身的特性決定了它不能高頻輸出。同時繼電器通斷的壽命一般在10萬次左右。所以在頻繁通斷的場合也適合用晶體管的3、S7-200CPU上的通訊口，通訊距離究竟有多遠。

 軟啟動器誤動作
電動機在運行的裝態(tài)下因軟起動器受干擾而停機在停止狀態(tài)下因軟起動器受干擾而起動是時有發(fā)生，前者較普遍，后者只有兩個品牌發(fā)生過。究其原因，一是產(chǎn)品質(zhì)量問題，二是和線路布局有關(guān)。但是凡是進口或合資的軟啟都沒有上述現(xiàn)象，國產(chǎn)品牌中此問題比較多。
  5、軟啟動器內(nèi)部插接件接觸不良
  軟啟動器內(nèi)部插接件選用本來不是問題，這是國內(nèi)廠家容易忽略的問題，經(jīng)常出現(xiàn)故障。進口或合資廠家都不犯此類的錯誤。

　　然后將所需的值送入初始值和預置值控制寄存器。執(zhí)行HSC指令S7-200的基本結(jié)構(gòu)西門子S7-200系列屬于整體式小型plc，用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復雜的自動化控制系統(tǒng)。整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個箱型機殼內(nèi)，S7-200稱為CPU模塊。 從更多地點獲取更多傳感器數(shù)據(jù)的需求將推動新型傳感器的開發(fā)，這些傳感器體積更小、功耗和成本更低，并且易于大量和在狹小空間部署。電子傳感器結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的電子傳感器無論設計怎樣，都包含相同的功能模塊。傳感器的核心模塊是實際的感測元件。感測元件是傳感器的一部分，它對傳感器環(huán)境作出響應，并將環(huán)境條件轉(zhuǎn)換為電參數(shù)。除了感測元件，傳感器還需要電源用于傳感器內(nèi)部的電子元件和數(shù)據(jù)處理及互聯(lián)電路。大部分電子傳感器包括感測元件、電源模塊和位于每個感測節(jié)點的數(shù)據(jù)處理模塊。

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• 1. Modbus RTU 主站指令庫的功能是通過在用戶程序中調(diào)用預先編好的程序功能塊實現(xiàn)的，該庫對 Port 0 和 Port 1 有效。該指令庫將設置通信口工作在自由口模式下。
• 2. Modbus RTU 主站指令庫使用了一些用戶中斷功能，編其他程序時不能在用戶程序中禁止中斷。
• 3. Modbus RTU 主站庫對CPU的版本有要求。CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01（即訂貨號為 6ES721*－***23-0BA*），1.22版本之前（包括1.22版本）的 S7-200 CPU 不支持。

使用 Modbus RTU 主站指令庫，可以讀寫 Modbus RTU 從站的數(shù)字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。

要使用 Modbus RTU 主站指令庫，須遵循下列步驟：

• 1.安裝西門子標準指令庫
• 2.按照要求編寫用戶程序調(diào)用 Modubs RTU 主站指令庫
• 安裝西門子標準指令庫

1.2 Modbus RTU 主站功能編程

1. 調(diào)用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 調(diào)用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制：

圖 2. 用 SM0.0 調(diào)用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序

各參數(shù)意義如下:西門子6ES7952-1KP00-0AA0

a.	EN	使能：	必須保證每一掃描周期都被使能（使用 SM0.0）
b.	Mode	模式：	為 1 時，使能 Modbus 協(xié)議功能；為 0 時恢復為系統(tǒng) PPI 協(xié)議
c.	Baud	波特率：	支持的通訊波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d.	Parity	校驗：	校驗方式選擇
			0＝無校驗
			1＝奇較驗
			2＝偶較驗
e.	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。
f.	Done	完成位：	初始化完成，此位會自動置1?？梢杂迷撐粏?MBUS_MSG 讀寫操作（見例程）
g.	Error		初始化錯誤代碼（只有在 Done 位為1時有效）：
			0＝ 無錯誤
			1＝ 校驗選擇非法
			2＝ 波特率選擇非法
			3＝ 模式選擇非法

2. 調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發(fā)送一個Modbus 請求；

圖 3. 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序

各參數(shù)意義如下:西門子6ES7952-1KP00-0AA0

a.	EN	使能：	同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能
			注意：建議每一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）都用上一個 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環(huán)進行（見例程）。
b.	First	讀寫請求位：	每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)
c.	Slave	從站地址：	可選擇的范圍   1 - 247
d.	RW	從站地址：	0 ＝ 讀， 1 ＝ 寫
			注意：
			1. 開關(guān)量輸出和保持寄存器支持讀和寫功能
			2. 開關(guān)量輸入和模擬量輸入只支持讀功能
e.	Addr	讀寫從站的數(shù)據(jù)地址：
			選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型
			00001 至 0xxxx - 開關(guān)量輸出
			10001 至 1xxxx - 開關(guān)量輸入
			30001 至 3xxxx - 模擬量輸入
			40001 至 4xxxx - 保持寄存器
f.	Count	數(shù)據(jù)個數(shù)	通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)（位或字的個數(shù)）
			注意： Modbus主站可讀/寫的zui大數(shù)據(jù)量為120個字（是指每一個 MBUS_MSG 指令）
g.	DataPtr	數(shù)據(jù)指針：	1. 如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中
			2. 如果是寫指令，要寫出的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中
h.	Done	完成位	讀寫功能完成位
i.	Error	錯誤代碼：	只有在 Done 位為1時，錯誤代碼才有效
西門子6ES7952-1KP00-0AA0			0 ＝ 無錯誤
			1 ＝ 響應校驗錯誤
			2 ＝ 未用
			3 ＝ 接收超時（從站無響應）
			4 ＝ 請求參數(shù)錯誤（slave address, Modbus address, count, RW）
			5 ＝ Modbus/自由口未使能
			6 ＝ Modbus正在忙于其它請求
			7 ＝ 響應錯誤（響應不是請求的操作）
			8 ＝ 響應CRC校驗和錯誤
			-
			101 ＝ 從站不支持請求的功能
			102 ＝ 從站不支持數(shù)據(jù)地址
			103 ＝ 從站不支持此種數(shù)據(jù)類型
			104 ＝ 從站設備故障
			105 ＝ 從站接受了信息，但是響應被延遲
			106 ＝ 從站忙，拒絕了該信息
			107 ＝ 從站拒絕了信息
			108 ＝ 從站存儲器奇偶錯誤

常見的錯誤：

• 如果多個 MBUS_MSG 指令同時使能會造成 6 號錯誤
• 庫存儲區(qū)被程序其它地方復用，有時也會造成6 號錯誤
• 從站 delay 參數(shù)設的時間過長會造成主站 3 號錯誤
• 從站掉電或不運行，網(wǎng)絡故障都會造成主站 3 號錯誤

3. 在 CPU 的 V 數(shù)據(jù)區(qū)中為庫指令分配存儲區(qū)（Library Memory）

Modbus Master 指令庫需要一個284個字節(jié)的全局 V 存儲區(qū)。

參考：分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)

1.3 關(guān)于 Modbus RTU 主站協(xié)議及地址

此為西門子正式推出的標準庫指令說明資料。

在 Modbus RTU Master 協(xié)議和 PPI 協(xié)議之間切換：

Modbus RTU Master 協(xié)議指令庫使通信口工作在自由口模式下，此時不能與 Micro/WIN 軟件通信。要在切換回 PPI 協(xié)議，可以：

• 將 MBUS_CTRL 指令的 Mode 輸入端設置為邏輯"0"
• 將 CPU 的允許模式選擇開關(guān)置為 STOP 位置

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Modbus RTU Master 協(xié)議庫的執(zhí)行時間：

Modbus RTU Master 協(xié)議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執(zhí)行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后續(xù)的每個掃描周期中只占用 0.41 ms。

調(diào)用 MBUS_MSG 子程序會加長處理時間。大部分時間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數(shù)據(jù)就需要 1.85 ms 掃描時間。數(shù)據(jù)zui多的情況下（讀、寫 120 字的數(shù)據(jù)），掃描時間大概會擴增加 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數(shù)據(jù)上；寫操作的時間主要消耗在發(fā)送數(shù)據(jù)上。

Modbus 地址

通常 Modbus 地址由 5 位數(shù)字組成，包括起始的數(shù)據(jù)類型代號，以及后面的偏移地址。Modbus Master 協(xié)議庫把標準的 Modbus 地址映射為所謂 Modbus 功能號，讀寫從站的數(shù)據(jù)。Modbus Master 協(xié)議庫支持如下地址：

• 00001 - 09999：數(shù)字量輸出（ 線圈）
• 10001 - 19999：數(shù)字量輸入（觸點）
• 30001 - 39999：輸入數(shù)據(jù)寄存器（通常為模擬量輸入）
• 40001 - 49999：數(shù)據(jù)保持寄存器

Modbus Master 協(xié)議庫支持的功能

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為了支持上述 Modbus 地址的讀寫，Modbus Master 協(xié)議庫需要從站支持下列功能：

表 1. 需要從站支持的功能

Modbus 地址和 S7-200 存儲區(qū)地址的映射

S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時，Modbus 地址和 S7-200 內(nèi)存儲區(qū)地址的 映射關(guān)系都類似。

Modbus 保持寄存器地址映射舉例：

Modbus 數(shù)字量地址映射舉例：

位地址（0xxxx 和 1xxxx）數(shù)據(jù)總是以字節(jié)為單位打包讀寫。*個字節(jié)中的zui低有效位對應 Modbus 地址的起始地址。如下圖所示：

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圖 4. 數(shù)字量地址映射舉例

1.4 Modbus RTU 主站例程

為了更好地理解 Modbus 主站的編程，可參考下面的例程。

例子程序1: 多個MBUS_MSG指令輪詢執(zhí)行，

注意

• 1. 該例程使用 Micro/WIN V4.0 SP5 保存。
• 2. 該例程僅訪問一個從站，若訪問不同的從站，可通過改變從站地址來實現(xiàn)。

Modbus RTU 主站指令庫應用例程

例子程序2：反復激活單個MBUS_MSG指令：

Modbus RTU 主站變址方式輪詢訪問應用例程

注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風險*由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和支持，用戶不必為 此西門子與服務部門。

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1.5 Modbus RTU 主站常問問題

Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本是否有要求，為什么編譯例子程序時，會遇到 4 個錯誤？

Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本確實有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號為6ES721*－***23-0BA*)，1.22 版本之前（包括 1.22 版本）的 S7-200 CPU 不支持。

Modbus 指令庫啟動后，如何通過同一個通信端口進行 CPU 監(jiān)控？

Modbus 指令庫使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經(jīng)被占用，可以考慮：

• 加一個通信模塊（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）擴展出一個編程通信口
• 中止自由口模式，可以將 CPU 上的模式開關(guān)從 RUN 撥到 STOP；或者保持處于 RUN 狀態(tài)，用程序停止指令庫的 Modbus 模式（參見指令庫應用）

 如何理解 Modbus 地址與功能碼的區(qū)別？

Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。

根據(jù) Modbus 通信協(xié)議，Modbus 數(shù)據(jù)的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分別表示數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入、模擬量輸入等數(shù)據(jù)地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址間有特定的對應關(guān)系。

有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細通信幀格式，其中包括如何 Modbus 站的地址，需要讀寫數(shù)據(jù)類型、長度等等。數(shù)據(jù)幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數(shù)據(jù)類型和地址，此字節(jié)的數(shù)據(jù)內(nèi)容即所謂"功能碼"，如功能 1 讀取單個/多個數(shù)字量輸出點的值。

支持 Modbus 協(xié)議的設備或軟件，使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數(shù)據(jù)地址。Modbus 地址所訪問的數(shù)據(jù)，是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼，則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關(guān)系。西門子6ES7952-1KP00-0AA0

如何訪問大于 9999 的保持寄存器地址？

通常 Modbus 協(xié)議的保持寄存器地址范圍在 40001 - 49999 之間。對于多數(shù)應用來說已經(jīng)夠了。但有些 Modbus 從站把地址映射到保持寄存器區(qū)的地址超過 9999 的部分。

Modbus Master 協(xié)議庫支持超過 9999 的保持寄存器地址。地址范圍為 400001 - 465536。只需在調(diào)用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數(shù)賦相應的值即可，如 416768。

 Modubs Master 擴展地址模式僅支持保持寄存器區(qū)，不支持其他地址類型。

S7-200 作為 Modbus 主站方接收上來的數(shù)據(jù)格式與第三方設備不一樣怎么辦？

西門子PLC數(shù)據(jù)的存儲格式為高位低存方式。舉例：VD200中包含VW200和VW202，其中VW202是低字，VW200是高字。若第三方設備與西門子數(shù)據(jù)存儲格式不同，是低位低存的方式，那么通信上來的數(shù)據(jù)就會存在錯誤，需要進行轉(zhuǎn)換才能使用。編程的方式比較多樣，針對雙字中高低字的交換可以使用SWAP(字交換）指令，若是字節(jié)交換可以考慮循環(huán)移位指令。

S7-200 是否支持如 Modbus TCP 等其它協(xié)議？

不支持。S7-200自身的通信端口或其通信擴展模塊均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信協(xié)議。

 為什么 S7-200 作 Modbus 主站時 MBUS_MSG 指令報6號錯誤？

引起6號錯誤主要有兩方面的原因：1.多個 MBUS_MSG 指令同時使能執(zhí)行；2. Modbus庫存儲區(qū)中分配的建議地址區(qū)與編程中已使用的V存儲區(qū)有重疊。

2Modbus RTU從站

2.1 CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 從站通信協(xié)議

S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協(xié)議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通信模式實現(xiàn)，因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺等慢速通信設備傳輸。

 詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》之相關(guān)章節(jié)。

要實現(xiàn)Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現(xiàn)的。

 Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。

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2.2 編程基本步驟：

檢查Micro/WIN的軟件版本，應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包；

圖1. 指令樹中的庫指令

編程時使用SM0.1調(diào)用子程序MBUS_INIT進行初始化，使用SM0.0調(diào)用MBUS_SLAVE，并相應參數(shù)。關(guān)于參數(shù)的詳細說明，可在子程序的局部變量表中找到；

圖2. 調(diào)用Modbus RTU通信指令庫

圖中參數(shù)意義如下：

• 模式選擇：啟動/停止Modbus，1=啟動；0=停止
• 從站地址：Modbus從站地址，取值1~247
• 波特率：可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200
• 奇偶校驗：0=無校驗；1=奇校驗；2=偶校驗
• 延時：附加字符間延時，缺省值為0
• zui大I/Q位：參與通信的zui大I/O點數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128
• zui大AI字數(shù)：參與通信的zui大AI通道數(shù)，可為16或32
• zui大保持寄存器區(qū)：參與通信的V存儲區(qū)字（VW）
• 保持寄存器區(qū)起始地址：以&VBx（間接尋址方式）
• 初始化完成標志：成功初始化后置1
• 初始化錯誤代碼