西門子串口通訊11-CP441-2在博圖環境中做Modbus從站通訊

CP441-2 使用 TIA Step7 V13 進行 Modbus Slave 通訊
作者：工控自動化老王
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CP441-2 使用 TIA Step7 V13 進行 Modbus Slave 通訊

硬件列表
組態和配置
1. 新建項目
2. 創建CPU400站點
3. 組態CP441-2
4. 設置協議Modbus Slave
編寫通信程序
1. 邏輯地址的填寫
2. 調用通信功能塊
3. 創建通信數據塊DB塊
設備連接
通信測試
1. 設置調試軟件Modscan32
2. CP441-2與調試軟件測試通信數據
  1 硬件列表
  設備名稱設備型號
  RACK-400 6ES7 400-1JA01-0AA0
  PS 407 6ES7 407-0KA02-0AA0
  400CPU 6ES7 416-3ER05-0AB0
  CP441-2 6ES7 441-2AA05-0AE0
  (Interface1：RS422/485)
  (Interface2： RS232C，本例使用接口)
  接口類型的選擇，具體描述見 CP441-2 的 MODBUS Master 通信中的描述；應用CP441-2進行 MODBUS協議通信時需要有Dongle的支持，詳見 CP441-2 的 MODBUS Master 通信中的圖。
  2 組態和配置
  1、打開軟件TIA PORTAL STEP7 V13，點擊項目->新建…創建一新項目，項目名稱爲441-2_modbusS。
  
  圖1
  2、用鼠標點擊“添加新設備”，選擇SIMATIC S7-400->CPU->CPU 416-3PN/DP->6ES7 416-3ER05-0AB0。
  
  圖2
  3、雙擊“設備組態”進入硬件組態界面，導軌RACK和CPU 416-3PN/DP已經存在，但是可能RACK型號與實際一致，CPU的插槽位置也不對，這裏需要手動做調整。
  
  圖3
  點擊CP441-2模板，在選件目錄中，選擇“通信模塊->點到點->PtP接口”，爲CP441-2模塊指定接口類型。本例中第一個接口選擇RS422/RS485，第二個接口選擇RS232C接口，本例對第二個接口作設置和編程。
  
  圖4
  4、雙擊CP441-2模板，進入CP441-2的屬性框，配置CP441-2參數。
  
  圖5
  5、本例使用第二個接口，在IF963 RS232中點擊“協議”，在“協議”選項中選擇“Modbus從站”。配置Modbus從站通信參數，設定的通信參數要和通訊夥伴的相同。傳輸率（通信波特率）：9600bps，數據位：8位，停止位：1位，奇偶校驗：無，從站站址：2，其他的參數都採用默認設置。
  
  圖6
  6、FC01,05,15：讀取、強制輸出位的狀態；分4個範圍，每個範圍前2行地址爲信息傳送地址，後2行對應西門子的PLC地址區，即第1範圍從0~15對應MODBUS地址區爲00001-00016，對應西門子數據區（標記F.）爲M10.0-M11.7；第2範圍從16-31對應MODBUS 地址區爲00017-00032，對應西門子數據區（輸出Q.）爲Q0.0-Q1.7；第3範圍從地址32-64對應Modbus 地址區爲00033-00065，對應西門子數據區（時間T.）爲T0-T2；第4範圍從地址80-112對應Modbus 地址區爲00081-00113，對應西門子數據區（計數器C.）爲C0-C2。
  
  圖7
  7、FC02：讀取輸入數據位的狀態，分2個範圍，每個範圍前2行地址爲信息傳送地址，後2行對應西門子的PLC地址區，即第1範圍從0~15對應MODBUS地址區爲10001-10016，對應西門子數據區（標記F.）爲M12.0-M13.7；第2範圍從16-31對應MODBUS 地址區爲10017-10032，對應西門子數據區（輸入I.）爲I0.0-I1.7。
  
  圖8
  8、FC03、06、16：組態保持寄存器數據區，對應西門子數據區爲DB塊，即MODBUS保持寄存器地址區的地址40001，對應西門子DB塊的地址DB10.DBW0，依次40002對應DB10.DBW2，往後依次類推。
  
  圖9
  9、FC04：組態輸入寄存器數據區，對應西門子數據區同樣是DB塊，即MODBUS輸入寄存器地址區的地址30001，對應西門子DB塊的地址DB11.DBW0，依次30002對應DB11.DBW2，往後依次類推。
  
  圖10
  10、設置寫參數的限制值，對寫操作做訪問限制。
  
  圖11
  11、如果CP441-2選用的是RS422/485接口時，還需要設置接口類型，如下圖所示，其它參數與RS232的設置一樣。
  
  圖12
  12、進入網絡視圖，點擊“連接”，看到之前步驟創建的2個ptp連接，其中PTP_2子網的連接本地ID是16#1001（在本例中）。
  
  圖13
  點擊上中的“屬性”，進入PTP_2連接的屬性，將連接路徑修改成“3：本地<->夥伴”。
  
  圖14
  3 編寫通信程序
  1、在設置功能碼FC03、06、16中，創建DB10滿足設置需要；在設置功能碼FC04中，創建DB11滿足設置需要。這2個數據塊都創建1個數據類型Array的變量，數組元素的數據類型爲Word，數量爲101。
  
  圖15
  2、進入主程序OB1，從通信->通信處理器->MODBUS Slave (RTU)，調用功能塊MODB_441，MODB_441的背景數據塊爲DB3。
  
  圖16
  關於功能塊MODB_441的管腳說明。
  ID
  Local ID號，在PtP連接屬性中獲得，十六進制輸入。本例中爲16#1001，見圖13
  START_TIMER
  超時初始化定時器，本例中爲T10
  START_TIME
  超時初始化時間值，本例中爲S5t#5s
  STATUS_TIMER
  通訊狀態讀取定時器，本例爲T11
  STATUS_TIME
  通訊狀態讀取時間值，本例爲S5t#2s
  OB_MASK
  外設訪問錯誤屏蔽位，本例中爲M100.0
  0：不屏蔽IO訪問錯誤
  1：屏蔽IO訪問錯誤，並使報警延時
  CP_START
  FB初始化始能位，該位需要置1。本例中爲M100.1
  CP_START_FM
  CP_START初始化的上升沿位，本例中爲M100.2
  CP_START_NDR
  從CP寫操作位，本例中爲M100.3
  CP_START_OK
  初始化成功標誌，本例中爲M100.4
  CP_START_ERROR
  初始化失敗標誌，本例中爲M100.5
  ERROR_NR
  錯誤號，本例中爲MW102
  ERROR_INFO
  錯誤信息，本例中爲MW104，可以查看Modbus Slave 手冊第10章
  4 設備連接
  本文檔使用的CP441-2的接口是RS232C，因此需要通過標準的RS232C電纜來連接CP441-2和計算機的串口，具體的電纜連接方法請查看手冊“點對點鏈接CP441安裝和參數分配”（見：第2章節），附錄：B 連接電纜。
  如果使用的CP441-2是RS485接口的模塊，需要使用RS232C/RS485轉換器。
  5 通信測試
  前面使用 TIA Step7 軟件已經將通信CP441-2的通信工作做完，下面進行通信測試。這裏使用串口通訊測試軟件Modscan32軟件來測試CP441-2和計算機的通信，步驟如下
  1、將項目程序在線，本示例中手動將M200.1（即：CP_START）置1，M200.2（即：CP_START_FM）和M200.4（即：CP_START_OK）也會爲1。
  
  圖17
  2、首先將硬件配置和程序下載到CPU 416-3PN/DP中。在計算機上打開MODBUS主站仿真軟件Modscan32。
  
  圖18
  3、點擊Modscan32上的Connection->Connect，顯示畫面如下，選擇計算機和CP341相連的COM口COM1，設好波特率，數據位，停止位，校驗方式，如下圖。
  
  圖19
  4、設置完成，點擊OK，顯示畫面如下。
  
  圖20
  5、數據顯示區的10個地址的數據對應CPU中DB10的前10個字（Word）的數值（DBW0–DBW10分別爲1-10 ），如下圖。給這10個字賦值1-10。
  
  圖21
  6、Modscan32軟件界面03功能碼的地址40001-40010分別顯示1-10的數據。
  
  圖22