S7_200可編程控制器與ABB變頻器通訊的實現(xiàn)

1、工業(yè)控制計算機2009年22卷第5期15S7-200可編程控制器與ABB變頻器通訊的實現(xiàn)Communication Between S7-200 and ABB Frequency Inverter陳作炳1周 亮1印志松彳劉仁越彳（1武漢理工人學(xué)機電工程學(xué)院，湖北武漢430070；2湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430070；3蘇州中材建設(shè)有限公司蘇州 昆山215300）摘要介紹了在STEP7-Micro/Win32 4.0編程環(huán)境F Modbus指令庫的使用方法，以及西門了 S7-200系列可編程控制器 與ABB變頻器的通訊的實現(xiàn)關(guān)鍵詞:Modbus,指令庫.fl由口，變頻器Abstract

2、This paper introduces the using method of Modbus instruction library under Step7 Micro/WIN32 4.0 program and the realization way of the communication belween S7-200 and ABB frequency inverter.Keywords.modbus,instruction library.freeport.frequency inverter工業(yè)控制計算機2009年22卷第5期15工業(yè)控制計算機2009年22卷第5期15木文以艸門

3、子PLC S7-200與ABB變頻器ACS550的通訊為例來闡述如何采用STEP7-Micro/Win32的Modbus協(xié)議折令咋實現(xiàn)通侑控制。1 Modbus在S7-200系統(tǒng)中的應(yīng)用在此系統(tǒng)方案中，PLC采用西門子公訶的SIMATIC S7-226CN .變頻器采用ABB公司的ACS550 S7-226系列PLC 的CPU內(nèi)部集成了 2個通信口，該通U 口為標(biāo)準(zhǔn)的RS485 口， 可以在三種方式卜工作，即PPI方式、MPI方式和廣1由通信口方 式。我們麗以將第一個口設(shè)為PPI方式，用于連接PC機，亦可 將苴設(shè)置為M PI方式，用F連接觸膜屏，做為人機仃息交換，而 另一個通俗口設(shè)為自由通（d

4、 口方式。f I由通値口方式是S7 - 200的-個轉(zhuǎn)色功能，是種通依協(xié)議完全開放的功能工作方 式。在該方式卜的通信口的協(xié)議 山外設(shè)決定.PLC通過程序來適 應(yīng)外設(shè).從而使得S7-200系列 的PLC可以與任何具備通佶能 力并且協(xié)議公開的設(shè)備通仃系 統(tǒng)中的ABB變頻器均內(nèi)置了 Modbus的現(xiàn)場總纟戈，相關(guān)系統(tǒng) 構(gòu)成如圖1所示.PLC的Port 0 和變頻器ACS550構(gòu)成Modbus 總線.通過S7-226CN控制多臺 變頻器完成系統(tǒng)控創(chuàng)耍求，實現(xiàn) 對變頻器的速度設(shè)定、運行狀態(tài) 監(jiān)控及數(shù)據(jù)交換等。Modbus RTU 通訊，需要 STEP7-Micro/Win32 V4.0 軟件 II 必;

5、庫（如圖2） STEP7-Micro/Win32指令庫包含有& 門為Modbus通訊設(shè)計的預(yù)先定義的了程序和中斷服務(wù)程序， 使得PLC與Modbus從站的通訊簡單易行。調(diào)用Modbus RTU主站初始化和控制子程序便用SM0.0 （AlwaysOn）調(diào)用MBUS.CTRL完成】:站的初始化，并啟動U 功能控制。（如圖3）1系統(tǒng)樞圖圖MBISHRLMod*圖3 調(diào)用Modbus RTU 1-站初始化與擰制了程序調(diào)用Modbus RTU主站讀寫子程序MBUS.MSG,發(fā)送一 個Modbus請求。（如圖4）占M21MBJS.MSGEN木系統(tǒng)中，P LC作為上站，變頻器做為從站,±站

6、向變頻器傳送運行指令，同時接受變頻器反 鍛的運行狀態(tài)及故障報檸狀態(tài)的 侑號。曲門子在 Micro/Win V4.0SP5中正式推出Modbus RTU主站協(xié)議庫（兩門子標(biāo)準(zhǔn)庫指令）：通 過調(diào)用該折令庫，可以使S7- 200CPU匕的通信口設(shè)置在|'|由 口模式卜，成為Modbus RTU的 !：站（對PortO和Portl有效）在 S7-200控制系統(tǒng)應(yīng)用中,婆實現(xiàn)I Modbut Martei PodO (v1.2) F 口 Modbut Martw Pod 1 21.2) & _J Modbus Slave Port 0 (vl 0) & 匚J USS Protoc

7、ol Port 0 (v2 3) =R 口 USS Protocol Pori 3) ""Il Arcu$lunctoorK M 01I 1 Clock.lnlegef fvl 0| MicroScale |v1 0| LJpTO(v10) UScz*no(v12)I Sign Operation (vl .OlEE田KQ朗子程序圖2指令庫c.g (VB2000'圖4調(diào)用Modbus RTU 1-站讀寫程序在調(diào)用指令庫時需要注怠以卜何趣：調(diào)用庫播令時要為其分配存儲區(qū),此數(shù)據(jù)區(qū)不能和其他數(shù) 據(jù)重疊否則在運行時會產(chǎn)生錯誤不能正常通訊。在控制搐度要求不奇的情況卜°

8、;,通訊程序的編寫可以在調(diào) 用上対初始化和控制子程序后，采用定時輪冋發(fā)出讀寫指令的 方式,定時周期應(yīng)大于從站響應(yīng)時間?？刂凭纫蟾叩膫驔r© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 16S7-200町編ft!控制器與ABB變頻器通訊的實現(xiàn)F,urui«用前讀寫尹思序的憲成位，駆動后 讀寫齊程序館 讀坷請求位，多次調(diào)用讀坷子程序時最后一次調(diào)用的讀寫完成 位用來啟動首次調(diào)用子程序的讀寫請求位，如此循環(huán) 程序流程 圖如圖5圖5程序流用圖2 ACS550變頻

9、器參數(shù)的設(shè)置步驟將變頻器參數(shù)參數(shù)9802（COMM PROT SEL）改為1（STD Modbus ）o設(shè)n RS485鏈路的站點地址即參數(shù)5302（EFB STATION ID ）；將姜臺變頻器地址設(shè)迓對應(yīng)站號。根據(jù)匕站系統(tǒng)的要求.設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)長度和校驗方式即 參數(shù)5303和參數(shù)5304 ,（木系統(tǒng)的參數(shù)5303=9.6kbit/s.參數(shù) 5304=2（8E 1）8位，偶檢驗.一個停止位）變頻器其他參數(shù)組，如10組、門組、16組根據(jù)要求設(shè)置 （如需現(xiàn)場總線通過外部1命令運行啟動或停止，設(shè)置參數(shù) 1001 = 10；如需總線設(shè)譽給定值1參數(shù)1102=0.選擇外部1；1103=8,給定值來H

10、串行通訊）ABB變頻器的傳遞參數(shù)0101-9999被映射為總線的寄存器 40101-49999寄心器40001-40099被映射到傳動控制和實聞血:例如，主機向通訊給定1 （Modbus寄存器40002）中寫入設(shè) 定的頻率數(shù)值（范陽=0+20000 （換算到0參數(shù)1105給宦1 晟人），或-20000-0（換算到1105給定1昴人0）；即設(shè)定變 頻器參數(shù)1105=50Hz.若賦值寄存器40002= 10000 即變頻器 頻率為25Hz.同時通過讀取對應(yīng)存儲寄存辭，可以得到變頻器運行的狀 態(tài)等仃息.然后通過人機界血.操作人庚可以直觀地了解變頻器 運行侑息：3該系統(tǒng)的通訊調(diào)試當(dāng)主站通訊程序運行時，

11、調(diào)出各變頻器參數(shù)5306（EFB 0K MESSAGES EFB好消息），該參數(shù)顯示變頻器收到的有效們息 的汁敵通訊程序匸爲(wèi)運行中，殊I數(shù)器數(shù)值直在増加，叩網(wǎng) 絡(luò)通訊正常:4結(jié)束語采用I由口通訊方式的Modbus RTU協(xié)議指令庫很好的 解決了 PLCJ變小種能設(shè)備的通訊問題，本乂以S7-200 控制系統(tǒng)為例.敘述了利用Modbus RTU協(xié)議折令庫，PLC與 ABB變頻器通訊的實現(xiàn)木例町以在慕變頻器駅動的運動定位 控制或水泵運行監(jiān)控的應(yīng)用中丈施。參考文獻1 W.PLC編程及應(yīng)用M.北京：機械匚業(yè)川版社.20052 Siemens AG SIMATIC S7-200 對編世控制器系統(tǒng)冊KJ.2

12、0043 Siemens AG 西門 f S7-200-LOGO!-SHOP 參考K .20044 ABB電'i傳動系統(tǒng)仃限公-J .ACS550-01變頻器用八冊K,2007收稿日期：2008.12.1016S7-200町編ft!控制器與ABB變頻器通訊的實現(xiàn)16S7-200町編ft!控制器與ABB變頻器通訊的實現(xiàn)（卜接第14頁）4串?dāng)_控制的信號完帑性設(shè)計1）在可能的悄況F降低倍號沿的變換速率° iffl常在器件選 熨的時候.在滿足設(shè)計視范的同時盡駅選擇慢速的器件，并H避 免不同種類的伯號混合使用,因為快速變換的信號對慢變換的 們號有潛在的建擾危險。2）采用屏蔽措施為高速信

13、號提供包地是解決串?dāng)_何題的kid 幗“從；K0x th tllJRftD. f«r JxU.UJUiUJK r tP/WiHH-個有效途徑。然而，包地會導(dǎo)致布線fit増加，使原木有限的布 線區(qū)域更加擁擠另外地線屏蔽要達到預(yù)期II的，地線卜.接地 點間距很關(guān)鍵，一般小于伯號變化沿長度的兩倍。同時地線也會 增大仃號的分布電容，使傳輸線阻抗増大.信號沿變緩。3）合理設(shè)置層和布線 合理設(shè)迓布線層和布線間臬減小并行 伯號長度，縮短佰號層與平面層的間距.增大仃號線何距，減小并行 信號線長度（在關(guān)鍵長度范悴I內(nèi)）這匹描施都可以有效減小串?dāng)_4）設(shè)置不糊的布線層 為不同速率的仃：設(shè)V不同的布線 層，并

14、合理設(shè)置平面層也是解決串?dāng)_的好方法。5）阻抗匹配：如果傳輸線近瑞或遠瑞終瑞陽抗與傳輸線阻 抗匹配也可以大大減小審擾的福度圖6 從一個低阻抗驅(qū)動器端反射的反向耦介從遠瑞的d點n到的仃u，實在c點的反向耦介a號的涮木，延遲了一個傳輸時間而且是反轉(zhuǎn)的。閔為詢向耦介的互感和互容部分兒乎相互抵消，而反射的反向耦介卻大得多，半前向耦合與之翟加時前向耦合兒乎看不見3.5使用串聯(lián)瑞接滅少串?dāng)_川聯(lián)的端接器可以在近端消除反向耦介冷擾。末端端接器衰減上伯號的返回反射，其反向耦合將再一次傳向遠端。使用兩個端接器消除反向耦令噪聲的兩個源，相、"從地改善了總的冷擾。通過結(jié)合使用帶聯(lián)端接和末瑞端接.減少了耦合増益不僅實用，而且可以將并行的總線布的更近一些。© 1994-2009 C