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SIMATIC S7-1200，數(shù)字量 I/O SB 1223，2 DI/2 DO， 2 DI 24V DC/2 DO 24V DC

長(zhǎng)沙玥勵(lì)自動(dòng)化設(shè)備有限公司（西門(mén)子系統(tǒng)集成商）長(zhǎng)期銷(xiāo)售西門(mén)子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機(jī)界面、觸摸屏、伺服、電機(jī)、西門(mén)子電纜等，并可提供西門(mén)子維修服務(wù)，歡迎來(lái)電垂詢 

串行通訊模塊基本信息介紹

CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是西門(mén)子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，這些模塊具有1個(gè)或2個(gè)（CP441-2）串行通訊接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）。您可以使用這些通訊模塊實(shí)現(xiàn)S7-300/400系統(tǒng)與其他串行通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，例如打印機(jī)、掃描儀、智能儀表、第三方MODBUS主從站、Data Highway、變頻器，USS站等。

1.1 產(chǎn)品訂貨信息

下表給出了常用串行通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息：

表1 串口通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息

說(shuō)明：1、當(dāng)您要實(shí)現(xiàn)MODBUS或Data Highway通訊時(shí)，需要在CP341/CP441-2模塊上插入相應(yīng)協(xié)議的硬件狗，這里我們所提到的硬件狗、Dongle、協(xié)議驅(qū)動(dòng)或Loadable driver指的是同一個(gè)東西，如下圖：

圖1

2、MODBUS 是單主站結(jié)構(gòu)的串行通信協(xié)議，系統(tǒng)中只能夠有一個(gè)MODBUS主站，并且只能夠?qū)崿F(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3、一般來(lái)講，RS232C接口的通訊最大距離為15m，20mA-TTY接口的通訊最大距離為100m（主動(dòng)模式）/ 1000m（被動(dòng)模式），RS422/485接口的通訊最大距離位1200m。

4、Serial CPs模塊可以同時(shí)與多臺(tái)串行通訊設(shè)備進(jìn)行通訊，如同時(shí)連接多個(gè)變頻器、多個(gè)智能儀表等，如果您采用ASCII 通訊方式，需要人為地定義數(shù)據(jù)幀格式，可以在發(fā)送的數(shù)據(jù)包中包括站號(hào)、數(shù)據(jù)區(qū)、讀寫(xiě)指令等信息，供Serial CPs 模塊所連接的從站設(shè)備鑒別數(shù)據(jù)包是發(fā)給哪個(gè)站的，以及該數(shù)據(jù)包是對(duì)那個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行的讀或?qū)憽?

5、串行通訊模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三種電氣接口類(lèi)型，如果您想實(shí)現(xiàn)串口的光纖通訊，只能在電子市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)第三方制造的電氣與光纜的轉(zhuǎn)換設(shè)備，西門(mén)子不提供該類(lèi)設(shè)備。

1.2 常用文檔的下載鏈接

您可通過(guò)以下步驟獲取您所需的文檔：
－請(qǐng)登陸網(wǎng)站：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/
－在頁(yè)面左側(cè)列表中點(diǎn)擊鏈接：產(chǎn)品支持
－在新窗口右上角的搜索欄中輸入“<關(guān)鍵字>”，并搜索
－搜索結(jié)束后在窗口右側(cè)列表中點(diǎn)擊“只搜索手冊(cè)/操作指南、只搜索證書(shū)、只搜索證
書(shū)、只搜索FAQ常問(wèn)問(wèn)題只搜索更新信息”
－最后列表中名為“<文檔名稱>”的條目即為您所需的文檔。

常用文檔的下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)資料：
S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)：1109582
SIMATIC S7-300 CPU 31xC 和 CPU 31x：技術(shù)規(guī)格：12996906
CP340 使用手冊(cè)：1137332
CP341使用手冊(cè)：1117397
CP440使用手冊(cè)：2042641
CP441使用手冊(cè)：1137419
ET200S串行接口模塊手冊(cè)：9260793
MODBUS RTU主站手冊(cè)：1220184
MODBUS RTU從站手冊(cè)：1218007
CP 340 PtP 打印功能手冊(cè)：16527390
CP341 Loadable Modbus ASCII driver (Master)
25362836
Manual for CP341 Loadable Modbus ASCII Slave Driver
25380100
SIMATIC Data Highway (DF1) 參考手冊(cè) : 1218110
關(guān)于西門(mén)子串行通信應(yīng)用的文檔可以參考相關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)，或登錄下載中心網(wǎng)站http://www.ad.siemens.com.cn/download/ ， 搜索下載如下文檔：

表2 串行通信應(yīng)用文檔列表

常用的驅(qū)動(dòng)軟件下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)軟件：
PTP協(xié)議軟件包：SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11下載鏈接：27013524
MODBUS主站驅(qū)動(dòng)：27774018
MODBUS從站驅(qū)動(dòng)：27774276
MODBUS ASCII驅(qū)動(dòng)：25356060
ET200S 1SI 串行接口模塊的功能塊、樣例和用戶手冊(cè)：
25358470
可裝載驅(qū)動(dòng)CP PtP Data Highway DF1 V1.0.1：
8715118
 

2、CP340/CP341調(diào)試步驟

在您的計(jì)算機(jī)上首先安裝 STEP7 軟件和 CP340/CP341 模塊的軟件驅(qū)動(dòng)程序（SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1），模塊驅(qū)動(dòng)程序包括：對(duì) CP340/CP341 進(jìn)行參數(shù)化的組態(tài)界面（在 STEP7 的硬件組態(tài)界面下可以打開(kāi)）、用于串行通訊的功能塊以及模塊不同應(yīng)用方式的例子程序。光盤(pán)上模塊手冊(cè)的附錄B中說(shuō)明了 CP 模板通訊口的針腳定義。
下面簡(jiǎn)要描述了 CP340/CP341 應(yīng)用 ASCII 或 MODBUS 協(xié)議的調(diào)試過(guò)程，詳細(xì)的模塊使用請(qǐng)參考相應(yīng)模塊的手冊(cè)或參考下載中心應(yīng)用文檔，參見(jiàn)本文“1.2 常見(jiàn)文檔的下載鏈接”下載相關(guān)資料。

2.1模塊參數(shù)化

在硬件組態(tài)窗口中雙擊 CP 模板，打開(kāi) CP 模板的屬性窗口，請(qǐng)記錄下模板的硬件地址，在編寫(xiě)通訊程序時(shí)，你需要該地址參數(shù)。

圖 2

點(diǎn)擊屬性窗口上的 Parameters 按鈕，選擇你所要使用的通訊協(xié)議，這里我們選用 ASCII 協(xié)議，雙擊信封圖標(biāo)。

圖 3

彈出 ASCII 協(xié)議通訊參數(shù)設(shè)置窗口，這里我們使用默認(rèn)值：9600 bit/s，8 data bits，1 stop bit，even parity。對(duì)您的硬件組態(tài)存盤(pán)編譯，下載硬件組態(tài)，如果此時(shí)SF燈亮，請(qǐng)將通訊電纜與另一個(gè)通訊伙伴進(jìn)行連接后，SF燈熄滅，說(shuō)明硬件組態(tài)正確。

2.2 編寫(xiě)通訊程序

在安裝完 CP341的驅(qū)動(dòng)程序，MODBUS 主站軟件，MODBUS 從站軟件等 3 個(gè)軟件后，你可以在目錄….\Siemens\STEP7\Examples 當(dāng)中找到關(guān)于 CP341 的串口通訊和 MODBUS 通訊的例子程序，通過(guò)在 STEP7 軟件的 SIMATIC Manager 下打開(kāi)例子程序。

圖 4

你可以使用 CP341 串口例子程序中 3964(R) 站 中的程序塊實(shí)現(xiàn) ASCII 通訊協(xié)議。打開(kāi) CPU 站下的 Blocks 文件夾，復(fù)制所有的程序塊（除了 system data）到你的項(xiàng)目當(dāng)中，只要作一些簡(jiǎn)單的參數(shù)修改，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通訊了，如果你的 CP340/CP341 的硬件地址與例子程序當(dāng)中的不同，那么你應(yīng)當(dāng)修改相應(yīng)程序塊 LADDR 參數(shù)，并與 CP340/CP341 模塊實(shí)際的硬件組態(tài)地址值相同。修改后，下載程序塊，將 CPU 切換至運(yùn)行狀態(tài)，CP340/CP341 開(kāi)始循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，您可與看到 “TxD”燈閃爍。
調(diào)用 FB7/FB8 (CP341) 或 FB2/FB3 (CP340) 實(shí)現(xiàn)模塊的字符收發(fā)功能：

圖 5

下圖顯示了調(diào)用 FB7/FB8 實(shí)現(xiàn)通訊功能，在線監(jiān)視的狀態(tài)：

圖 6

注意這里一定要將 M20.0 和 M30.0 使能位置為T(mén)RUE，同時(shí)在您的程序中插入接收數(shù)據(jù)區(qū) DB1 和發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB2 。
調(diào)試CP340/CP341 的一個(gè)基本方法是采用 PC 機(jī)上的串口通訊調(diào)試軟件。Windows 系統(tǒng)自帶的超級(jí)終端 ( Hyper Terminal ) 軟件是一個(gè)非常方便的串口調(diào)試工具。用電纜將CP340/CP341 的通訊口和 PC 機(jī)的 Com 口（RS232C）連接起來(lái)，如果你采用的是 RS485/422 或 20mA-TYY 接口的模塊，那還需在中間加一個(gè) RS485??RS232 或20mA-TYY ??RS232 信號(hào)轉(zhuǎn)換器，打開(kāi)超級(jí)終端的路徑如下圖：

圖 7

您打開(kāi)超級(jí)終端軟件后，定義連接的名稱，確定通訊端口以及串口通訊的屬性（波特率、數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)、校驗(yàn)類(lèi)型、流控類(lèi)型等），界面如下列圖：

圖 8

這里請(qǐng)您注意，如果您是用的是其他COM口，請(qǐng)根據(jù)實(shí)際連接的COM口進(jìn)行選擇，波特率、數(shù)據(jù)位，奇偶校驗(yàn)位，停止位，流控要與CP340/CP341組態(tài)時(shí)設(shè)定的值一致，起始位為1位，停止位可設(shè)定為1/2位，但必須是1，不能修改。

2.3 MODBUS 從站調(diào)試
首先需要在CP模塊上插入MODBUS 從站Dongle，然后安裝MODBUS 從站驅(qū)動(dòng)軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，在您的項(xiàng)目中組態(tài)MODBUS從站，雙擊CP341模塊，在模塊的屬性窗口中點(diǎn)擊Parameter按鈕，選擇MODBUS從站協(xié)議：

圖 9

將您的PC和PLC連接起來(lái)，PLC上電，點(diǎn)擊Load Drivers圖標(biāo)，彈出裝載驅(qū)動(dòng)窗口。

圖 10

點(diǎn)擊Load Drivers按鈕，完成從站驅(qū)動(dòng)安裝過(guò)程，進(jìn)行MODBUS 驅(qū)動(dòng)裝載的時(shí)候，PLC必須處于STOP狀態(tài)。在點(diǎn)擊信封圖標(biāo)，打開(kāi)MODBUS 從站參數(shù)窗口。

圖 11

默認(rèn)從站地址222，然后在設(shè)定MODBUS從站的Function Code地址與PLC中M、I、Q等地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖 12

以上所設(shè)定的參數(shù)含義是MODBUS主站讀從站的前256個(gè)位（00001-00256）對(duì)應(yīng)S7300站中MB0-MB31中的數(shù)據(jù)，主站讀從站第257個(gè)到512個(gè)位對(duì)應(yīng)QB0-QB31。
> Function Code 01,05,15 對(duì)應(yīng)M，Q，T，C等數(shù)據(jù)區(qū)，可讀可寫(xiě)，具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定。
> Function Code 02對(duì)應(yīng)M，I數(shù)據(jù)區(qū)，只讀,具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定。
> Function Code 03,06,16 對(duì)應(yīng)DB區(qū)，可讀可寫(xiě)，在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定對(duì)應(yīng)的DB塊。
> Function Code 04 對(duì)應(yīng)DB區(qū)，只讀，在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定對(duì)應(yīng)的DB塊。
在STEP7的SIMATIC Manager中打開(kāi)MODBUS 從站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，修改OB1當(dāng)中的Network1里的LADDR參數(shù)，與您模塊的實(shí)際硬件地址相同，將blocks文件夾下載到PLC當(dāng)中，CPU運(yùn)行，對(duì)M180.0和M180.5置位，就可以在MODBUS 主站上得到數(shù)據(jù)了，這里您需要注意S7 PLC與MODBUS 主站之間的數(shù)據(jù)地址對(duì)應(yīng)關(guān)系，MODBUS從站手冊(cè)中包括了相關(guān)信息，通過(guò)上面的下載路徑，您可以下載到該手冊(cè)。
WinCC 作為MODBUS 主站，進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)讀取時(shí)，Tag的類(lèi)型應(yīng)當(dāng)選為浮點(diǎn)數(shù)32位，注意地址偏移為 32的整數(shù)倍＋1（即33、65、97），如果采用選用Input Bits/Output Bits方式讀寫(xiě)（Function Code 01,02），在PLC當(dāng)中應(yīng)當(dāng)將一個(gè)字的高低8位進(jìn)行對(duì)調(diào)。如果選用Input Words/Output Words方式讀寫(xiě)（Function Code 03,04），在PLC當(dāng)中將一個(gè)雙字的高低16位進(jìn)行對(duì)調(diào)，S7200 MODBUS 程序塊的浮點(diǎn)數(shù)處理存在誤差，大致在0.5%左右。

2.4 MODBUS 主站調(diào)試
首先需要在CP模塊上插入MODBUS主站Dongle，然后安裝MODBUS 主站軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，MODBUS主站驅(qū)動(dòng)的裝載過(guò)程與從站相同。
在STEP7的SIMATIC Manager中打開(kāi)MODBUS主站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，DB42是MODBUS 發(fā)送到到從站的數(shù)據(jù)區(qū)，該DB區(qū)第一個(gè)字節(jié)位從站的站地址，第二個(gè)字節(jié)為Function Code值，代表指令的讀寫(xiě)功能和數(shù)據(jù)區(qū)，第三個(gè)字節(jié)和第四個(gè)字節(jié)所組成的整數(shù)代表所讀數(shù)據(jù)區(qū)的地址偏移量，第五個(gè)字節(jié)和第六個(gè)字節(jié)所組成的整數(shù)代表總共要讀寫(xiě)多少位數(shù)據(jù)，注意該數(shù)值必須在1－2040范圍內(nèi)，否則發(fā)送
指令不執(zhí)行。下圖說(shuō)明了DB42前幾個(gè)字節(jié)所代表的含義。

圖 13

第一個(gè)字節(jié)說(shuō)明從站站號(hào)為5，第二個(gè)字節(jié)說(shuō)明Function Code為1，第三個(gè)字節(jié)和第四個(gè)字節(jié)中的字說(shuō)明讀從站地址偏移40位（5個(gè)字節(jié)）的數(shù)據(jù)區(qū)，第五個(gè)字節(jié)和第六個(gè)字節(jié)中的整數(shù)說(shuō)明讀取16位的數(shù)據(jù)，即一個(gè)整數(shù)。這些信息您可以在MODBUS 主站手冊(cè)的第五章中獲取，通過(guò)上面的下載路徑，您可以下載到該手冊(cè)。
 

3、Serail CPs 常見(jiàn)問(wèn)題查看鏈接

3.1 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 技術(shù)數(shù)據(jù)

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 哪些模塊支持軟冗余？
> S7-300 / S7-400 的CP可以支持哪些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊協(xié)議，從哪里可以獲得更多詳細(xì)信息？
> CP340-功能
> 通信模版 CP 340 / CP 341 / CP 440 / CP 441 的 RS 485/X.27 接口電平是如何定義的？
> CP441 功能
> CP341功能
> 適于S7-400 PtP通信的可能的波特率
> 可集中插入的 CP 340 的最大數(shù)量
> CP 341 根據(jù)所用接口可以支持的傳輸速率

鏈接如下：23035635

3.2 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 系統(tǒng)描述 (協(xié)議)

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> S7-300/400 CPU 和通信處理器 (CP) 支持哪些連接/協(xié)議？
> CP441-1 和 CP441-2 間的區(qū)別在哪里？
> Which Details does Technical Support need regarding Inquiries on SIMATIC for S5 / S7 Point to Point communication
> RK512協(xié)議提供怎樣的特殊特點(diǎn)、屬性及優(yōu)點(diǎn)？
> Data Highway 協(xié)議有哪些屬性，優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)?
> ASCII 協(xié)議有什么屬性，優(yōu)點(diǎn)以及特殊性能？
> 3964 (R) 具有哪些屬性、優(yōu)點(diǎn)和特殊性能？
> Modbus 協(xié)議的屬性，優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)?

鏈接如下：27072372

3.3 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 初始化和參數(shù)化模塊

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 加載系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤消息窗口
> CP 441: Timeout during load process
> 為了在使用 ET200S 1SI 模塊時(shí)可以與多個(gè)從站通信，需要對(duì)例子程序“USS Protocol”做哪些修改？
> 在 PROFIBUS DP，PROFINET IO 網(wǎng)絡(luò)中或使用 IE/PB link 時(shí)哪些硬件/接口可以支持使用 PtP 通信模塊 CP340、CP341 以及 ET 200S 1SI 模塊？
> 哪些CPU可以更改CP340和CP341模塊的邏輯地址？

鏈接如下：24484086

3.4 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 建立 RK-512 / 3964R 連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 在通過(guò)RK512與S7有鏈接的情況下，SFB12 (BSEND)和SFB13 (BRCV)上的參數(shù) R_ID
> 點(diǎn)到點(diǎn)互連S7-400 / CP 441
> 使用 3964(R) 和 RK512協(xié)議的4 線模式
> 協(xié)議 3964(R)和RK 512 之間的區(qū)別？
> 在 S7 和 S5 或者第三方設(shè)備之間使用 RK512 通信時(shí)應(yīng)該注意什么？
> 對(duì)一個(gè)用CP340 和 3964R協(xié)議的點(diǎn)到點(diǎn)連接進(jìn)行參數(shù)化和編程
> 當(dāng)應(yīng)用 RK512 協(xié)議與 S5 或其它系統(tǒng)連接時(shí)如何設(shè)置 SFB12 (B-SEND) 的 R-ID 參數(shù)？

鏈接如下：24415918

3.5 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 加載驅(qū)動(dòng)程序

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 從V3.0版起，Modbus驅(qū)動(dòng)提供了哪些新功能？
> 與SIMATIC S7-318 CPU一起使用的CP341中的傳輸時(shí)間是多大？
> 當(dāng)Modbus S7-300 CP341為從站時(shí)，編程其通信塊時(shí)應(yīng)注意些什么？
> 如何下載一個(gè)像“Modbus Master(RTU)” 這樣的加載驅(qū)動(dòng)程序到 CP341 模塊中，使它通過(guò)一個(gè) ET 200M 模塊連接一套 S7-400 H 系列的 PLC？
> 可為CP 341和CP 441-2的通信處理器裝載哪些驅(qū)動(dòng)？

鏈接如下：21956444

3.6 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 設(shè)置打印機(jī)協(xié)議

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 配置"CP 340 RS232C"打印工作應(yīng)注意什么
> 通過(guò)串行接口輸出字符串

鏈接如下：24417010

3.7 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“ASCII”協(xié)議建立連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> End-of-text characters with CP441
> Terminal on CP
> S7-300/400通訊模塊ASCII驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳送
> CP340/CP341/CP 441字符串的傳送

鏈接如下：24433579

3.8 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“MODBUS”協(xié)議建立連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 沒(méi)有和 CPU 建立在線連接的時(shí)候，如何保存可裝載驅(qū)動(dòng)程序的 CP341 組態(tài)信息？
> Mode bus link with interface modules RS 232C, TTY, X27 (RS 422/485)

鏈接如下：24433023
 

3.9 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 組件連接和配線

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 如何通過(guò) TTY(20mA) 接口實(shí)現(xiàn) CP 340， CP 341 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接？
> 如何通過(guò) RS 232 C 接口將 CP 340, CP 341 或 CP 441 連接至通信伙伴？
> 如何通過(guò) RS 422/485 接口（X27 接口）實(shí)現(xiàn) CP 340，CP 341，CP440 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接?
> 與 PC/PG 的 9 針 COM2 接口相比，通信模塊 CP340， CP341 以及 CP441 的 RS232C 接口管腳是怎樣定義的？
> 其它廠商的 RS 422/485 接口管腳名稱是怎樣與西門(mén)子RS422/485 接口相對(duì)應(yīng)的？

鏈接如下：23411751

3.10 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“Data Highway”協(xié)議建立連接
本主題內(nèi)容包括：使用可裝載驅(qū)動(dòng)的Allen Bradley Data Highway協(xié)議時(shí)，如何設(shè)置發(fā)送任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行報(bào)文接收？
鏈接如下：24518926

3.11 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 訂貨數(shù)據(jù)和目錄信息

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> CP 341 / CP 441-2 的MODBUS軟件許可證？
> CP 341-RS 232C 用的 RS 232C 接口的連接線

鏈接如下：23034542

3.12 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 組態(tài)連接

 概述

西門(mén)子驅(qū)動(dòng)裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅(qū)動(dòng)基本應(yīng)用有關(guān)的功能外，還具有強(qiáng)大的通訊功能。驅(qū)動(dòng)通訊可以分為三種方式：

? PROFIBUS DP協(xié)議
? USS協(xié)議
? SIMOLINK協(xié)議（一般用來(lái)代替Peer to Peer協(xié)議，實(shí)現(xiàn)從站到從站的通訊）

PROFIBUS DP和USS協(xié)議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅(qū)動(dòng)裝置作為從站。

USS協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費(fèi)用；主要缺點(diǎn)是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），最多31個(gè)從站。

PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點(diǎn)數(shù)更多；主要缺點(diǎn)是需要另外購(gòu)買(mǎi)作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。

SIMOLINK協(xié)議（代替Peer to Peer協(xié)議）主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置與驅(qū)動(dòng)裝置之間的通訊。SIMOLINK協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。

這里我們主要介紹S7 PLC與驅(qū)動(dòng)裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進(jìn)行通訊。
采用PROFIBUS DP協(xié)議通訊時(shí)，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。

本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關(guān)Drive ES的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。

（關(guān)于 DriveES，可以參加西門(mén)子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)培訓(xùn)中心的培訓(xùn)課程D2403）

2. 必備條件

下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：

主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）

裝有STEP 7 V5.4 的PC機(jī)用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過(guò)MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過(guò)PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。

網(wǎng)絡(luò)連接如圖1 所示。

圖1：PC機(jī)、CPU315-2DP 與驅(qū)動(dòng)裝置的連接

3. 硬件組態(tài)

3.1. 新建項(xiàng)目
在SIMATIC Manager 中新建一個(gè)項(xiàng)目，名稱為Drives_Comm。如圖2 所示。

圖2：新建項(xiàng)目，名稱為Drives_Comm

3.2. 插入一個(gè)S7-300 主站
在項(xiàng)目名稱Drives_Comm 下插入SIMATIC 300 Station，如圖3 所示。

圖3：在項(xiàng)目下插入一個(gè)S7-300 站

接下來(lái)對(duì)該站進(jìn)行硬件組態(tài)：從硬件組態(tài)目錄中依次插入機(jī)架、電源、CPU，設(shè)置CPU上PROFIBUS DP 接口的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（可采用缺省設(shè)置，即：地址2，最高地址126，波特率1.5 Mbps，協(xié)議DP）。如圖4 所示。

圖4：設(shè)置CPU 上PROFIBUS DP 接口的參數(shù)

按OK 鍵確認(rèn)后得到主站的組態(tài)結(jié)果，如圖5所示。

圖5：主站的組態(tài)

3.3 插入一個(gè)MASTERDRIVE 從站
在PROFIBUS(1): DP master system (1) 總線上掛上MasterDrives 從站。

從站路徑為：PROFIBUS DP >
                        SIMOVERT >
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx                 或
                        MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1

MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 與MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 的區(qū)別是，前者只能按照PPO 類(lèi)型選擇報(bào)文結(jié)構(gòu)（即CBP 功能：循環(huán)通訊），后者還能選擇更多的報(bào)文結(jié)構(gòu)，以配合CBP2 的一些擴(kuò)展功能（DPV1功能）。

（關(guān)于CBP2 模板的報(bào)文結(jié)構(gòu)參見(jiàn)下面第7 部分）
（關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板的報(bào)文結(jié)構(gòu)參見(jiàn)下面第8 部分）

選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為從站，地址設(shè)成3。如圖6 所示。

圖6：選擇MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 作為3 號(hào)站

3.4. 在從站中插入“模板”
在驅(qū)動(dòng)裝置從站中插入類(lèi)似于ET 200M 從站中的模板，以確定報(bào)文結(jié)構(gòu)。
將右邊窗口硬件目錄中MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 下面的 PPO 3: 0PKW, 2PZD插入左下窗口中的第一行（Slot 1）。該選項(xiàng)共占兩行。意思是：PPO類(lèi)型3，即：0個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)（又叫PKW），2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)（又叫PZD）。參數(shù)數(shù)據(jù)用于PLC 讀/寫(xiě)變頻器的參數(shù)，過(guò)程數(shù)據(jù)用于PLC 控制和監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程。0 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)表示PLC 不能讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)裝置的參數(shù)，參數(shù)數(shù)據(jù)也不占用S7 的外設(shè)地址；2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)表示PLC 和驅(qū)動(dòng)裝置交換2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，各占用S7-300 PLC 四個(gè)字節(jié)的外設(shè)地址。地址范圍是輸入字節(jié)256 - 259，輸出字節(jié)256 -259。如圖7 所示。

通常S7 傳送到驅(qū)動(dòng)裝置的第1 個(gè)字是控制字，第2 個(gè)字是頻率設(shè)定值；驅(qū)動(dòng)裝置傳送到S7的第1 個(gè)字是狀態(tài)字，第2 個(gè)字是頻率實(shí)際值。這是最簡(jiǎn)單的應(yīng)用。

(關(guān)于CBP2 模板的其他選項(xiàng)的含義參見(jiàn)下面第7 部分)
(關(guān)于MM4 PROFIBUS 模板選項(xiàng)的含義參見(jiàn)下面第8 部分)

圖7：驅(qū)動(dòng)裝置的輸入/輸出地址

3.5 查看從站中“模板”的屬性
雙擊左下窗口中的第二行（Slot 2），打開(kāi)其屬性。如圖8 所示。

圖8：驅(qū)動(dòng)裝置的輸入/輸出地址的屬性

屬性中給出驅(qū)動(dòng)裝置占用S7-300 PLC 外設(shè)地址的情況，包括：輸出/輸入地址，長(zhǎng)度，單位，連續(xù)性范圍。這里除了地址之外，其他屬性都是由PPO3 決定的，只能讀，不能改寫(xiě)。

當(dāng)字長(zhǎng)不大于 2 或選擇“以字為單位傳送”時(shí)：用 MOVE 指令（L/T 指令）編程
當(dāng)字長(zhǎng)大于 2 且選擇“所有字一起傳送”時(shí)：用 SFC14/15 編程

4. 編程

根據(jù)前面的組態(tài)，由于輸入/輸出各占四個(gè)字節(jié)，可以使用兩次MOVE 指令（L/T 指令）。由于程序簡(jiǎn)單，程序可以直接編寫(xiě)在OB1 中。數(shù)據(jù)從MB0 - MB3（即：MW0和MW2）寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)裝置，從驅(qū)動(dòng)裝置讀回的數(shù)據(jù)放入MB4 - MB7（即：MW4和MW6）。如圖9所示。

圖9：PLC程序

傳送到驅(qū)動(dòng)裝置的第1 個(gè)字（MW0）是控制字（控制指令）：
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0000 B = 0400 H 時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置處于運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)；
當(dāng) MW0 = 0000 0100 0000 0001 B = 0401 H 時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)1）

1） 相應(yīng)于第5部分參數(shù)設(shè)置，PLC 只控制驅(qū)動(dòng)裝置起/停。若要傳送所有指令應(yīng)設(shè)置：
MW0 = 1001 1100 0111 1110 B（9C7EH）<-> 運(yùn)行準(zhǔn)備
MW0 = 1001 1100 0111 1111 B（9C7FH）<-> 運(yùn)行
同時(shí)設(shè)置：P555~P575 = 3101~3115

傳送到驅(qū)動(dòng)裝置的第2 個(gè)字（MW2）是頻率設(shè)定值：
當(dāng)MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D 時(shí)，相當(dāng)于50Hz。

5. 參數(shù)設(shè)置

在驅(qū)動(dòng)裝置側(cè)，驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)處于可以運(yùn)行的狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)與PLC 之間的通訊，以及從PLC 接收起/停指令和設(shè)定值，向PLC 傳送狀態(tài)字（驅(qū)動(dòng)裝置狀態(tài)）和實(shí)際值，應(yīng)如下更改參數(shù)：

參數(shù)設(shè)置可以通過(guò)操作面板PMU，也可以通過(guò)DriveMonitor 軟件進(jìn)行。

6. 測(cè)試

啟動(dòng)STEP 7的Monitor/Modify Variables 功能，填寫(xiě)變量。如圖10 所示。

圖10：用監(jiān)視和修改變量功能控制驅(qū)動(dòng)裝置起動(dòng)和調(diào)速

當(dāng)控制字（Control Word1）為W#16#0400 時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)顯示O009，表示運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)。將控制字從W#16#0400 改成W#16#0401 時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置起動(dòng)。除了狀態(tài)字（Status Word1）會(huì)發(fā)生變化外，速度實(shí)際值（Actual Value）也會(huì)逐漸上升，上升速度取決于參數(shù)P462.01 的數(shù)值，最后達(dá)到W#16#4000（50Hz）。狀態(tài)字的含義如圖11 所示。其中Bit 2 表示運(yùn)行狀態(tài)。將控制字改回W#16#0400 時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置首先減速，減速時(shí)間取決于P464.01 的數(shù)值，然后停止運(yùn)行。

驅(qū)動(dòng)裝置起動(dòng)后可以通過(guò)更改MW2 的數(shù)值更改速度。對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：
MW2 = 0000 0000 0000 0000 B = 0000 H= 0 D ~ 0Hz
MW2 = 0100 0000 0000 0000 B = 4000 H= 16384 D ~ 50Hz

MW2 為整型，數(shù)值與頻率之間是線性關(guān)系。負(fù)數(shù)用補(bǔ)碼表示，對(duì)應(yīng)反轉(zhuǎn)。

圖11：MasterDrives 驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)字的含義

7. CBP2的其他選項(xiàng)

在“3.3. 插入一個(gè) MASTERDRIVES 從站”和“3.4. 在從站中插入模板”章節(jié)中我們看到，除了 PPO 類(lèi)型選項(xiàng)外硬件組態(tài)目錄中還有其他選項(xiàng)。如圖 12 所示。

圖12：硬件組態(tài)目錄中 MasterDrives 驅(qū)動(dòng)裝置的選項(xiàng)

首先，我們也可以選擇 MASTERDRIVES CBP 和 MASTERDRIVES CBP2 文件夾中的選項(xiàng)（參見(jiàn)圖12）。這兩個(gè)選項(xiàng)是隨著 Drive ES 軟件一起安裝的，有關(guān) Drive ES 的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。

（關(guān)于 DriveES，可以參加西門(mén)子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)培訓(xùn)中心的培訓(xùn)課程D2403）

其次，MASTERDRIVES/DC MASTER CBP2 DPV1 中的選項(xiàng)基本包括MASTERDRIVES/DC MASTER CBPx 中的選項(xiàng)。事實(shí)上“options”下面的 PPO2 和PPO5 早已取代了上面的 PPO2 和 PPO5。那么什么是 PPO 呢？

PPO = Parameter - Process data - Object，即參數(shù)過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)象。它規(guī)定了 PLC 與驅(qū)動(dòng)裝置通訊時(shí)報(bào)文中有效數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，符合 PROFIBUS 補(bǔ)充協(xié)議“variable-speed drives profile”。共有 PPO1 - PPO5 五種類(lèi)型，如圖 13 所示。

圖13：5種PPO類(lèi)型

在 3.5. 節(jié)中我們?cè)榭催^(guò) PPO3 型從站中“模板”的屬性，所有 PPO 類(lèi)型從站中“模板”的連續(xù)性范圍屬性都是一樣的，均為 Total length。由于 PPO3 總共只有 2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)（PZD1 和 PZD2），所以我們?nèi)匀豢梢杂?MOVE 指令（L/T 指令）編寫(xiě)程序；與此相同的還有 PPO1 中的過(guò)程數(shù)據(jù)。但如果選擇 PPO2、4、5，過(guò)程數(shù)據(jù)（PKW）分別為6 個(gè)、6 個(gè)和 10 個(gè)，則需要編寫(xiě) SFC14/15。對(duì)于 PPO1、2、5 中的參數(shù)數(shù)據(jù)（PKW）其屬性連續(xù)性范圍也為 Total length，也需要編寫(xiě) SFC14/15。

SFC14/15 為系統(tǒng)功能，其用法參見(jiàn) SFC14/15 的在線幫助。

在圖 12 的硬件組態(tài)目錄中，各選項(xiàng)含義如下：

1. Std. Telegram 1: 2/2 PZD：
標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文1：只有過(guò)程數(shù)據(jù)，2 個(gè)字輸出/2 個(gè)字輸入，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

2. Std. Telegram 2: 4/4 PZD：
標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文 2：只有過(guò)程數(shù)據(jù)，4 個(gè)字輸出/4個(gè)字輸入，用 SFC14/15 編程；

3. PCS7 Telegram 352: 6/6 PZD：
PCS7 報(bào)文 352：只有過(guò)程數(shù)據(jù)，6 個(gè)字輸出/6 個(gè)字輸入，用于 PCS7；

4. PKW module：
PKW 模板（4 個(gè)字輸出/4 個(gè)字輸入）：用 SFC14/15 編程；

5. PPO 1: 4 PKW, 2 PZD：
PPO 1，4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用SFC14/15 編程；2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指
令）編程；

6. PPO 2: 4 PKW, 6 PZD：
PPO 2，4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；

7. PPO 3: 0 PKW, 2 PZD：
PPO 3，沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)，2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

8. PPO 4: 0 PKW, 6 PZD：
PPO 4，沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)，6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；

9. PPO 5: 4 PKW, 10 PZD：
PPO 5，4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；10 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；

8. MM4 PROFIBUS模板的選項(xiàng)

MM420/430/440 變頻器通過(guò) PROFIBUS 模板實(shí)現(xiàn) PROFIBUS-DP 通訊。PROFIBUS 模板與 CBP2 模板一樣，既有基本功能（循環(huán)通訊），也有擴(kuò)展功能（DPV1功能）。MM4 PROFIBUS 模板的選項(xiàng)如圖 14 所示。前半段適合所有 3 種變頻器，后半段僅適合 MM430 和 MM440。

圖14：硬件組態(tài)目錄中 MICROMASTER 4 驅(qū)動(dòng)裝置的選項(xiàng)

在圖 14 的硬件組態(tài)目錄中，各選項(xiàng)含義如下：

1. Standard Telegram 1：
標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文 1：2 個(gè)字輸出/2 個(gè)字輸入，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

2. 4 PKW，2 PZD （PPO 1）：
PPO 1，4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令
（L/T 指令）編程；

3. 0 PKW，2 PZD （PPO 3）：
PPO 3，沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)，2 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

4. 4 PKW，4 PZD whole cons.：
4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；4 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；

5. 4 PKW，4 PZD word cons.：
4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；4 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令編程；

6. 0 PKW，4 PZD whole cons.：
沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；4 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；

7. 0 PKW，4 PZD word cons.：
沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；4 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

-- MM430/440 only：PZD > 4 -- 僅對(duì) MM430/440：PZD 大于 4 個(gè)字

8. 4 PKW，6 PZD （PPO 2）：
PPO 2，4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；

9. 4 PKW，6 PZD word cons.：
4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令編程；

10. 0 PKW，6 PZD （PPO 4）：
PPO 4，沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；

11. 0 PKW，6 PZD word cons.：
沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；6 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

12. 4 PKW，8 PZD whole cons.：
4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；8 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14 /15 編程；

13. 4 PKW，8 PZD word cons.：
4 個(gè)字參數(shù)數(shù)據(jù)，用 SFC14/15 編程；8 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指
令）編程；

14. 0 PKW，8 PZD whole cons.：
沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；8 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，整體連續(xù)，用 SFC14/15 編程；

15. 0 PKW，8 PZD word cons.：
沒(méi)有參數(shù)數(shù)據(jù)；8 個(gè)字過(guò)程數(shù)據(jù)，字連續(xù)，用 MOVE 指令（L/T 指令）編程；

參數(shù)設(shè)置可以通過(guò)操作面板BOP/AOP，也可以通過(guò) Starter 軟件進(jìn)行。

附加說(shuō)明：

今后的發(fā)展趨勢(shì)是取消 PPO 類(lèi)型，代之以標(biāo)準(zhǔn)報(bào)文或自由組態(tài)。因?yàn)樵?PPO 類(lèi)型中不論是過(guò)程數(shù)據(jù)還是參數(shù)數(shù)據(jù)都采用循環(huán)方式傳送。而參數(shù)數(shù)據(jù)是不需要采用循環(huán)方式訪問(wèn)的。

參數(shù)數(shù)據(jù)可以采用非循環(huán)方式訪問(wèn)（DPV1功能）。CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板既支持循環(huán)方式訪問(wèn)又支持非循環(huán)方式訪問(wèn)。非循環(huán)訪問(wèn)不需要組態(tài)，用 SFC58/59以讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)包的形式讀/寫(xiě)參數(shù)。也可以調(diào)用 Drive ES SIMATIC 中的標(biāo)準(zhǔn)功能塊，而且可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，比如：同時(shí)讀取或改寫(xiě)多個(gè)參數(shù)，甚至在 CPU 的 DB 塊中對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的所有參數(shù)進(jìn)行備份。新一代驅(qū)動(dòng)裝置 SINAMICS 只支持參數(shù)數(shù)據(jù)的非循環(huán)訪問(wèn)。

提示：CBP2 模板和 MM4 PROFIBUS 模板的一些擴(kuò)展功能需要借助 Drive ES 軟件實(shí)現(xiàn)。

附：

Drive ES軟件的訂貨號(hào)：

Drive ES Basic V5.4 訂貨號(hào)：6SW1700-5JA00-4AA0
Drive ES SIMATIC V5.4 訂貨號(hào)：6SW1700-5JC00-4AA0

  西門(mén)子  6ES7223-0BD30-0XB0   西門(mén)子  6ES7223-0BD30-0XB0   西門(mén)子  6ES7223-0BD30-0XB0