西门子模块6ES7214-2AS23-0XB8参数选型
西门子模块6ES7214-2AS23-0XB8参数选型
西门子s7-1200 紧凑型在当前的市场中有着广泛的应用，由于其，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与modbus仪表（扫描枪、打印机等设备进行通讯。因为没有第三方modbus仪表，这里就以s7-200作为第三方的仪表为例介绍modbus通讯。
1．控制系统原理
图1:通讯系统原理
2．硬件需求
s7-1200 plc目前有3种类型的cpu：
1）s7-1211c cpu。
2）s7-1212c cpu。
3）s7-1214c cpu。
这三种类型的cpu多都可以连接三个串口通信模版。
本例中使用的plc硬件为：
1）pm1207( 6ep1 332-1sh71 )
2） s7-1214c ( 6es7 214 -1be30 -0xb0 )
3) cm1241 rs485 ( 6es7 241 -1ch30 -0xb0 )
4）cpu224xp （6es7 214-2ad23-0xb0）
3．软件需求
1) 编程软件 step7 basic v10.5 ( 6es7 822-0aa0-0ya0)
2）编程软件 step 7 microwin； modbus库软件选项包
4．组态
我们通过下述的实际操作来介绍如何在step7 basic v10.5 中组态s7-1214c 和s7-200的modbus通信。
4.1 s7-1200作modbus主站，s7-200作modbus从站
s7-1200作为modbus主站的配置步骤如下：
点击桌面上的“totally integrated automation portal v10”图标，打开如下图：
图2： 新建s7 -1200项目
首先需要选择“create new project”选项，然后在“project name:”里输入modbus_master；在“path：”修改项目的存储路径为“c:\”；点击“create”，这样就创建了一个文件modbus的新项目。创建后的窗口如下图所示：
图3： 新建项目后
点击门户视图左下角的“project view”切换到项目视图下，如下图：
图4： 切换到项目视图
打开后，在“devices”标签下，点击“add new device”，在弹出的菜单中输入设备名“plc_1”并在设备列表里选择cpu的类型。选择后如下图：
图5： plc硬件组态
插入cpu后，点击cpu左边的空槽，在右边的“catalog ”里找到“communication”下的rs485模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此rs485模块硬件接口参数，选择rs485模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口， 在属性窗口里有下面五个选项， “general”； “port configuration”；“transmit message configuration”；“receive message configuration”；“io address/hw identify”。在“general”里包括了此模块的“项目信息”；而在“port configuration”里可以对端口的进行参数配置，
波特率为：9600 ；
校验方式：无 ；
数据位为：8 ；
停止位： 1；
硬件流控制：无；
等待时间： 1ms
设置参数如下图：
图6： rs485端口配置
在“transmit message configuration”和“receive message configuration”里保持默认设置，在“io address/hw identify”里确认一下“硬件识别号”为11。
此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写modbus通讯程序。
在plc中编写发送程序。在项目管理视图下双击“device”—》“program block”—》“add new block”在弹出的窗口中选择“organizations block(ob)”，然后在其右边的窗口里选择“startup”，去除“symbolic access only”的选项勾。如下图所示：
图7： 添加启动ob块
点击“ok”后会打开此ob块，然后在启动ob块里用mb_comm_load（注：mb_comm_load和mb_master功能块是在“project library”下的“library”选项卡里，如下图所示：）
图8： library
调用后如下图所示：
图9： 调用mb_comm_load块
在调用mb_comm_load功能块时 ，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下图：
图10：创建背景数据块
按上面的步骤在ob1中插入mb_master功能块如下图：
图11：调用mb_master块
在插入功能块的过程，相应的生成mb_comm_load_db和mb_master_db,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击plc_1项目下的“program block”下的“add new block”，在弹出的窗口中选择db类型为“bbbbbb db”，并去掉“symbolic access only”选项勾（这样可以对该db块进行直接地址访问），并取名该db块为mb_comm_db。建好这个db块后，双击打开mb_comm_db预先定义数据区的大小，如下图所示：
图12：数据区的定义
完成数据区的定义后，接下来就可以对mb_comm_load功能块和mb_master功能块进行参数赋值，赋值的参数见图9和图11。 在上面的编程块里需要注意的是，在mb_master功能块中的参数mb_addr参数是从站的modbus的站地址。这里要读取的从站的站地址为2；关于mode、data_addr、data_len可在下表中查看，data_ptr存放发送或接收到的数据。
表1：mb_master modbus功能表
上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击plc_1项目在弹出的菜单里选择“complies all”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：
图13：编译项目
编译且没有错误后就可以下载程序到plc中，同样右击plc_1项目，在弹出的菜单选择“download to device”。
s7-200作为modbus从站的配置步骤如下：
点击桌面上的“v4.0 step 7 microwin sp6”图标（因为step 7 microwin安装时并没有安装modbus的库程序，所以modbus的库程序是需要单独安装的，安装后才可以在库程序中调用modbus的通讯功能块，关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的guanfangwangzhan），打开后并编写modbus从站程序如下图：
图14：s7-200 modbus从站编程
在上面调用的是端口0的程序，所以在连接通讯线时，需要连接到端口0上，编译并下载项目到s7-200的plc中。下载后运行plc。
用dp电缆连接s7-1200与s7-200。
在线监控s7-200中的程序，并监控变量表，修改vb1000到vb1011的值为1到12（vb1000到vb1011对应的modbus的地址为40001-40006）。监控到的值如下图所示：
图15：s7-200监控变量值
在线监控 s7-1200变量表如下图：
图16：s7-1200监控变量值
4.2 s7-200作modbus主站，s7-1200作modbus从站
s7-1200作为modbus从站的配置步骤如下：
图17：s7-1200监控变量值
首先需要选择“create new project”选项，然后在“project name:”里输入modbus_slave在“path：”修改项目的存储路径为“c:\backup file”；点击“create”，这样就创建了一个文件modbus_slave的新项目。创建后的窗口如下图所示：
图18： 新建项目后
点击门户视图左下角的“project view”切换到项目视图下，如下图：
图19：切换到项目视图
图20： plc硬件组态
波特率为：9600 ；
校验方式：无 ；
数据位为：8 ；
停止位： 1；
硬件流控制：无；
等待时间： 1ms
设置参数如下图：
图21： rs485端口配置
此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写modbus通讯程序。
图22： 添加启动ob块
点击“ok”后会打开此ob块，然后在启动ob块里用mb_comm_load（注：mb_comm_load和mb_slave功能块是在“project library”下的“library”选项卡里，如下图所示：）
图23： library
调用后如下图所示：
图24： 调用mb_comm_load块
在调用mb_comm_load功能块时 ，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下图：
图25：创建背景数据块
按上面的步骤在ob1中插入mb_slave功能块如下图：
图26：调用mb_slave块
在插入功能块的过程，相应的生成mb_comm_load_db和mb_slave_db,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击plc_1项目下的“program block”下的“add new block”，在弹出的窗口中选择db类型为“bbbbbb db”，并去掉“symbolic access only”选项勾（这样可以对该db块进行直接地址访问），并取名该db块为mb_comm_db。建好这个db块后，双击打开mb_comm_db预先定义数据区的大小，如下图所示：
图27：数据区的定义
完成数据区的定义后，接下来就可以对mb_comm_load功能块和mb_slave功能块进行参数赋值，赋值的参数见图24和图26。 在上面的编程块里需要注意的是，在mb_slave功能块中的参数mb_addr参数是此从站的modbus站地址。这里定义为此从站的站地址为2；mb_hold_reg是指向modbus保持寄存器db的指针。保持寄存器db必须为典型的全局db。mb_slave所提供给主站的功能见下表：
表3：mb_slave modbus功能表a
表4：mb_slave modbus功能表b
图28：编译项目
s7-200作为modbus主站的配置步骤如下：
点击桌面上的“v4.0 step 7 microwin sp6”图标（因为step 7 microwin安装时并没有安装modbus的库程序，所以modbus的库程序是需要单独安装的，安装后才可以在库程序中调用modbus的通讯功能块，关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的guanfangwangzhan），打开后并编写modbus主站程序如下图：
图29：s7-200 modbus主站编程
用dp电缆连接s7-1200与s7-200。
在线监控s7-1200中的程序，并监控变量表，修改db3.dbb0到db3.dbb20的值为1到21（db3.dbb0到db3.dbb19对应的modbus的地址为40001-40010）。监控到的值如下图所示：
图30：s7-1200监控变量值
在线监控 s7-200变量表如下图：
图31：s7-1200监控变量值
从上面的变量监控表里可以看到vb420中没有数据，因为在主站的s7-200里的程序里只读取10个变量（即40001-40010）对应着的vb400-vb419，所以vb420的数据没有接收。
