| 詳細參數(shù) | |||
|---|---|---|---|
| 品牌 | 西門子 | 型號 | 6ES7431-1KF00-0AB0 |
| 結(jié)構(gòu)形式 | 模塊式 | 安裝方式 | 控制室安裝 |
| LD指令處理器 | 其他 | 加工定制 | 否 |
西門子模塊6ES7431-1KF00-0AB0太原西門子專業(yè)授權(quán)代理商
“EnablePeripheralOutputs”功能取消對外設(shè)的輸出禁止，這樣，就可以在CPU處于STOP模式下時修改外設(shè)輸出。在STOP模式下修改輸出界面如圖3-22所示?？砂凑障旅娴牟襟E設(shè)置允許外設(shè)輸出：
圖3-22 STOP模式下修改輸出界面
①選擇菜單命令Table→Open，打開需要進行外設(shè)輸出修改的變量表(VAT)或打開相關(guān)變量表的窗口。
②選擇菜單命令PLC→Connecttot，建立與所需CPU的連接，這樣就可以修改變量表中的外設(shè)輸出。
③選擇菜單命令PLC→OperatingMode，打開操作模式對話框，并把CPU切換到STOP模式。
④在“ModifyValue”列中為需要修改的外設(shè)輸出設(shè)置合適的值。
例如，PQB7修改值：
2#0001000011
PQW2W#16#0027
PQD4DW#16#0001
⑤選擇菜單命令Variable→EnablePeripheralOutputs，切換“Enable PeripheralOutputs”為有效。
⑥選擇菜單命令Variable→ActivateModifyValues，可以修改外設(shè)輸出?！癊nablePeripheralOutputs”保持激活直到用菜單命令Variable→Enable PeripheralOutputs取消該功能。
⑦再從第④步開始設(shè)置新值。如果CPU改變操作模式，比如從STOP到RUN或STAR-TUP，就會彈出一個信息。如果CPU在RUN模式選擇“EnablePeripheralOutputs”功能，也會彈出一個信息。
S7-300/400采用STEP7進行編程及組態(tài)，在STEP7中有3種數(shù)據(jù)類型：
1)基本數(shù)據(jù)類型。
2)通過基本數(shù)據(jù)類型組合成的復合數(shù)據(jù)類型。
3)用來傳送子程序參數(shù)的參數(shù)類型。
STEP7的基本數(shù)據(jù)類型有以下幾種：
1．位( bit)
位數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型為BOOL型，在編程軟件中BOOL變量的值“0”和“1”常用FALSE（假）和TURE（真）來表示。
位存儲單元的地址由位地址和字節(jié)地址組成，例如I3.2中區(qū)域標識符“I”表示該地址為輸入映像寄存器地址( Input)，字節(jié)地址為3，位地址為2。這種尋址方式稱為“字節(jié)．位”尋址方式。輸入字節(jié)IB3由I3.0~I3.7這8位組成。
2．字節(jié)( Byte)
8位二進制數(shù)構(gòu)成一個字節(jié)( Byte)，其中第0位為位(LSB)，第7位為高位( MSB)。
3．字( Word)
相臨的兩個字節(jié)組成一個字，字用來表示無符號數(shù)。MW100是由MB100和MB101兩個字節(jié)組成的，MB100為高位字節(jié)。在MW100中，M為區(qū)域標識符，W表示按字尋址，100為起始字節(jié)MB100的地址。
4．雙字( Double Word)
一個雙字由兩個字組成，雙字用來表示無符號數(shù)。MD100是由MB100、MB101、MB102和MB103 4個字節(jié)組成的一個雙字，MB100為高位字節(jié)，D表示雙字，100為起始字節(jié)的地址。
5．整數(shù)( INT，Integer)
整數(shù)為有符號數(shù)，其高位為符號位，16位整數(shù)的取值范圍為-32768~+32767，32位整數(shù)的取值范圍為-2147483648~+2147483647。在PLC中，整數(shù)用補碼來表示。
6．32位浮點數(shù)
浮點數(shù)又稱為實數(shù)( REAL)，在計算機中浮點數(shù)用科學記數(shù)法表示為1．m/2E，例如123.4可以表示為1.234×102。符合ANSI/IEEE標準754_4985的基本格式的浮點數(shù)可以表示為1．m×2e，其中指數(shù)e=E+127(1≤e≤254)，為8位整數(shù)。
ANSI/IEEE標準浮點數(shù)的格式如圖6-1所示，總共占據(jù)一個雙字（32位）。高位為符號位；8位指數(shù)位于23～30位；因為規(guī)定尾數(shù)的整數(shù)部分總是1，只保留了尾數(shù)的小數(shù)部分m（0～22位）。浮點數(shù)的表示范圍為±1.75495×10-38~±3.402823×1038。
圖6-1 浮點數(shù)格式
浮點數(shù)的特點是可以用很小的存儲空間(4B)表示非常大和非常小的數(shù)。PLC輸入和輸出的數(shù)值大多數(shù)是整數(shù)（包括模擬量），用浮點數(shù)來處理這些數(shù)據(jù)需要進行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。
7．常數(shù)的表示方法
常數(shù)值可以是字節(jié)、字或雙字，CPU以二進制方式存儲常數(shù)，常數(shù)也可以用十進制、十六進制ASCII碼或浮點數(shù)的形式來表示。常數(shù)的表示如表6-1所示。
表6-1 常數(shù)的表示
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符 號 |
說 明 |
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B#16# W#16# DW#16# |
十六進制字節(jié)、字和雙字常數(shù) |
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D# |
IEC日期常數(shù) |
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L# |
32位整數(shù)常數(shù) |
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P# |
地址指針常數(shù) |
|
S5T# |
S5時間常數(shù)（16位） |
|
T# |
IEC時間常數(shù) |
|
TOD# |
實時時間常數(shù)（32位） |
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C# |
計數(shù)器常數(shù)（BCD編碼） |
|
2# |
二進制常數(shù) |
B#16#，W#16#，DW#16#分別用來表示十六進制的字節(jié)、字和雙字常數(shù)。2#用來表示二進制常數(shù)，如2#1011_0011。
L#為32位整數(shù)常數(shù)，例如1# +5。
P#為地址指針常數(shù)，例如P#M2.3表示M2.3的地址。
S5T#是16位的S5時間常數(shù)，格式為S5T#aD_bH_cM_dS_eMS。其中a、b、c、d、e分別是日、小時、分鐘、秒鐘和毫秒的數(shù)值。在實際使用時可以省略下劃線，例如S5T#3M40S=3分40秒。
S5時間常數(shù)的取值范圍為S5T#0H0M0S0MS~S5T#2H46M30S0MS，時間增量為10ms。
T#為帶符號的32位IEC時間常數(shù)，例如T#1D_12H_30M_0S_250MS，時間增量為1ms。其取值范圍為T#0D_OH_0M_0S_0MS~T#24D_20H_31M_23S_648MS。
DATE是IEC日期常數(shù)，取值范圍為D#1990-1-1~D#2168-12-31。
TOD#是32位實時時間常數(shù)，時間增量為1ms，例如TOD#23：50：45. 300。
C#為計數(shù)器常數(shù)，用BCD碼表示，例如C#250。
8位ASCII碼字符用單引號表示，例如“ABC”
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. 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(shè)置值為 1000 毫秒（1 秒），允許設(shè)置的范圍為 1 - 32767。 |
 注意： 這個值必須設(shè)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。可以用該位啟動 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(shè)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：
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)
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：
西門子6ES7952-1KP00-0AA0
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：
Modbus Master 協(xié)議庫支持的功能
西門子6ES7952-1KP00-0AA0
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 | 讀/寫 | Modbus 從站須支持的功能 |
|---|---|---|
|
00001 - 09999 數(shù)字量輸出 |
讀 | 功能 1 |
| 寫 |
功能 5：寫單輸出點 功能 15：寫多輸出點 |
|
|
10001 - 19999 數(shù)字量輸入 |
讀 | 功能 2 |
| 寫 | － | |
|
30001 - 39999 |
讀 | 功能 4 |
| 寫 | － | |
|
40001 - 49999 保持寄存器 |
讀 | 功能 3 |
| 寫 |
功能 6：寫單寄存器單元 功能 16：寫多寄存器單元 |
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：
西門子6ES7952-1KP00-0AA0
圖 4. 數(shù)字量地址映射舉例
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
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。使用該軟件的風險完全由用戶自行承擔。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。
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：
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(shè)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(shè)備或軟件，使用時用戶直接設(shè)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(shè)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(shè)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
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(shè)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）。
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：
