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西门子PLC S7-200Smart实现Modbus-RTU通信实例 多功能电表 温控表

一、准备工具及材料

1．台式电脑一台，笔记本电脑一台；

2．西门子plc S7-200smart PLC一台，

3．多功能电表DW9L-RC38或DS9L或DS7L一台，温控表TE系列一台，

4．仪表说明书及通讯协议，

5．9针接口通讯线一根，

6．USB转RS485转换器一台，

7．电源线，网线、网络交换机等。

二、软件安装

软件名称：STEP 7-MicroWIN SMART，可从西门子网站下载。

 

 

三、梯形图编程

1．主要编程思路

       PLC使用自带的RS485接口与仪表进行通信连接，PLC作为主站，仪表为从站，使用标准Modbus-RTU通讯协议。调用编程软件自带的Modbus协议库，实现与仪表的数据通信。

  

2．MBUS_CTRL 和 MBUS_MSG 指令介绍

       本示例使用单个主站及 MBUS_CTRL 和 MBUS_MSG 指令。同一理念对使用第二个主站及 MB_CTRL2 和 MB_MSG2 指令的示例同样适用。

  

 

3．电力仪表通信协议：

 

4．梯形图编程

（1）设置PLC型号

 

（2）设置库存储器的地址分配（系统已分配VB0~VB285用于modbus通信使用，我们就从VB286开始）

 

（3）编辑符号表

 

（4）编辑状态图表

 

（5）编制、二段：置位标志位及通讯初始化：波特率Baud=9600，Parity=0无校验，Port=0集成CPU内RS485口，Timeout从站响应超时50ms。Done初始化完成返回"TURE",Error输出错误结果。

 

 

（6）程序3-4：当MBUS_CTRL初始化完成后，M0.0 从关闭变为接通时，延时T33=10mS时间后，置位条 MBUS_MSG 指令的启用标志 (M2.0)=1。

 

（7）程序5：读台从机设备，地址1，型号DW9L或DS9L或DS7L。当个启用标志 (M2.0) 接通后，调用 MBUS_MSG 指令。只需为启用该指令的次扫描设置 First 参数。该指令会对从站（Slave =1）的 12个保持寄存器执行读取 (RW = 0) 操作。

      Modbus 主站对 Modbus 从站的12个保持寄存器执行读操作（A、B、C相电压值）。

       PLC 会从仪表地址为 416385 （0x4000）开始的保持寄存器中读取到CPU内部，并保存在以VB300 开始的12个字节 V 存储器中。

        读0x4000开始的A相电压值，需将0x4000转换为十进制数0x4000→16384，再用400001+16384=416385。

       读取的数据存放在 CPU 中的 VB300-VB311中；VB300，301，302，303对应A相电压；VB304，305，306，307对应B相电压；VB308，309，310，311对应C相电压。因为电压值是双字节存放，所以用VD300地址读取A相电压，VD304地址读取B相电压，VD308地址读取C相电压。

M0.4为启动轮询，将通信设备进行反复读写操作。

 

（8）程序6：条 MBUS_MSG 指令完成后（"完成"(Done) 位从 0 变为 1），会清除条 MBUS_MSG 指令的启用标志，然后设置第二条 MBUS_MSG 指令的启用标志。

 

（9）程序7：第二次轮询，读电能值参数：读台设备的频率参数。第二个启用标志 (M2.1) 接通时，调用第二条 MBUS_MSG 指令。只需为启用该指令的次扫描设置 First 参数。该指令会对从站 1 的 2 个保持寄存器执行读取 (RW = 0) 操作。数据从 Modbus 从站中的地址 416437（0x4034）读取，并复制到 CPU 中的 VB400 - VB403（4 个字节VD400）。

 

（10）程序8-9：第二次读数据轮询结束，复位相关参数。

 

（11）程序10-11：轮询读第二台设备，读从机地址2的温控表测量值参数。 MBUS_MSG 指令完成（"完成"(Done) 位从 0 变为 1）后，清除 MBUS_MSG 指令的启用标志。

 

（12）将VW406中的值写入温控表SV设定值中。

 

四、编译及程序下载

  

五、在线测试

 

 

 

六、串口监控：在电脑上用USB转RS485转换器连接到RS485接线端上，监控PLC与仪表的通信收发报文：

 

西门子S7-300是用于中、性能范围的PLC，具有模块化及无风扇的设计、坚固耐用、容易扩展和广泛的通讯能力、容易实现分布式结构、操作界面用户友好等特点。