西門子PLC模塊6ES7212-1AE40-0XB0

S7-1200 Modbus RTU 通信概述

Modbus具有兩種串行傳輸模式：分別為ASCII和RTU。Modbus是一種單主站的主從通信模式，Modbus網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主站存在，主站在Modbus網(wǎng)絡(luò)上沒有地址，每個(gè)從站必須有***的地址，從站的地址范圍為0 - 247，其中0為廣播地址，從站的實(shí)際地址范圍為1 - 247。

Modbus RTU通信以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸?shù)倪^程中Modbus RTU主站是主動(dòng)方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站，Modbus RTU從站返回響應(yīng)報(bào)文。

S7-1200以下模塊支持 Modbus RTU通信：

注意： 
1. 使用通信模塊CM 1241 RS232作為Modbus RTU主站時(shí)，只能與一個(gè)從站通訊。 
2. 使用通信模塊CM 1241 RS485作為Modbus RTU主站時(shí)，則允許建立***與 32 個(gè)從站的通訊。 
3. 使用通信板CB 1241 RS485時(shí)，CPU 固件必須為 V2.0 或更高版本，且使用軟件必須為STEP 7 Basic V11 或STEP 7 Professional V11 以上更高版本。

S7-1200 Modbus RTU 指令

隨著 TIA PORATL 軟件和 S7-1200 CPU 固件的不斷更新，S7-1200 Modbus RTU 指令也出現(xiàn)了不同的版本。 用戶需要根據(jù)使用的軟件和硬件，正確選擇使用符合要求的 S7-1200 Modbus RTU 指令來實(shí)現(xiàn) Modbus RTU 通信。

軟件，硬件要求和指令版本說明如下。

軟件 STEP 7 V11 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令

軟件 STEP 7 V11版本開始，可以從“指令”→“通信處理器”→“MODBUS”下直接調(diào)用 “MB_COMM_LOAD”和“MB_MASTER”或“MB_SL***E”指令，如下圖1所示：

圖1 Modbus RTU指令

Modbus RTU指令有兩個(gè)版本：分別為V1 和V2。版本V1***在 STEP 7 Basic V10.5 中提供；版本V2 在 STEP 7 Basic/Professional V11 中提供。

軟件 STEP 7 V13 SP1 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令

TIA V13 SP1版本軟件中提供了2個(gè)版本的 Modbus RTU指令。如下圖 2 所示：

• 早期版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS (V2.2)）僅可通過 CM1241 通信模塊或 CB1241 通信板進(jìn)行 Modbus RTU 通信。
• 新版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS(RTU) V3.0）擴(kuò)展了 Modbus RTU 的功能，該指令除了支持 CM1241 通信模塊、CB1241 通信板，還支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機(jī)架上的 PTP 通信模塊實(shí)現(xiàn)

西門子PLC模塊6ES7212-1AE40-0XB0

優(yōu)勢(shì)

　　整合

　　SIMATIC HMI 基礎(chǔ)面板的性能經(jīng)過優(yōu)化，旨在與這個(gè)新控制器以及強(qiáng)大的集成工程組態(tài)兼容，可確保實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化開發(fā)、快速啟動(dòng)、監(jiān)控和高等級(jí)的可用性。正是這些產(chǎn)品之間的相互協(xié)同及其創(chuàng)新性的功能，幫助您將小型自動(dòng)化系統(tǒng)的效率提升到一個(gè)未有的水平 [3] 。

　　用于可擴(kuò)展設(shè)計(jì)中緊湊自動(dòng)化的模塊化概念。

　　實(shí)現(xiàn)了通信簡(jiǎn)便，有效的技術(shù)任務(wù)解決方案，并*一系列的獨(dú)立自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用需求。

　　在工程組態(tài)中實(shí)現(xiàn)高效率.

　　使用*集成的新工程組態(tài)SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對(duì) SIMATIC S7-1200 進(jìn)行編程。SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計(jì)理念是直觀、易學(xué)和易用。這種設(shè)計(jì)理念可以使您在工程組態(tài)中實(shí)現(xiàn)高效率。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能讓您的工程進(jìn)行的更加迅速。這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對(duì)未來創(chuàng)新的不斷追求，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗(yàn)，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計(jì)是以未來為導(dǎo)向的 [4] 。

　　設(shè)計(jì)和功能

　　SIMATIC S7-1200 CPU [5]

　　SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有五種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一種模塊都可以進(jìn)行擴(kuò)展，以*您的系統(tǒng)需要?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個(gè)信號(hào)板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時(shí)不影響控制器的實(shí)際大小。可將信號(hào)模塊連接至 CPU 的右側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號(hào)模塊，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個(gè)信號(hào)模塊。后，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達(dá) 3 個(gè)通訊模塊，便于實(shí)現(xiàn)端到端的串行通訊。

　　安裝簡(jiǎn)單方便 [6]

　　所有的SIMATIC S7-1200 硬件都有內(nèi)置的卡扣，可簡(jiǎn)單方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。這些內(nèi)置的卡扣也可以卡入到已擴(kuò)展的位置，當(dāng)需要安裝面板時(shí)，可提供安裝孔。SIMATIC S7-1200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項(xiàng)。這些集成的功能在安裝過程中為用戶提供了靈活性，并使 SIMATIC S7-1200 為各種應(yīng)用提供了實(shí)用的解決方案。.

　　[6] 節(jié)省空間的設(shè)計(jì)

　　所有的SIMATIC S7-1200 硬件都經(jīng)過專門設(shè)計(jì)，以節(jié)省控制面板的空間。例如，經(jīng)過測(cè)量，CPU 1214C 的寬度僅為 110 mm，CPU 1212C 和 CPU 1211C 的寬度僅為 90 mm。結(jié)合通信模塊和信號(hào)模塊的較小占用空間，在安裝過程中，該模塊化的緊湊系統(tǒng)節(jié)省了寶貴的空間，為您提供了高效率和靈活性。

　　SIMATIC S7-1200

　　可擴(kuò)展的緊湊自動(dòng)化的模塊化概念 [6]

　　它實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)便的通信、有效的技術(shù)任務(wù)解決方案，并能*一系列的獨(dú)立自動(dòng)化需求。

　　亮點(diǎn)

　　可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)

　　信號(hào)模塊： [7]

　　CPU 多可連接八個(gè)信號(hào)模塊，以便支持其它數(shù)字量和模擬量 I/O。

　　信號(hào)板： [6]

　　可將一個(gè)信號(hào)板連接至所有的CPU，讓您通過在控制器上添加數(shù)字量或模擬量 I/O 來自定義 CPU，同時(shí)不影響其實(shí)際大小。SIMATIC S7-1200 提供的模塊化概念可讓您設(shè)計(jì)控制器系統(tǒng)，以*您應(yīng)用的需求。

　　內(nèi)存

　　為用戶程序和用戶數(shù)據(jù)之間的浮動(dòng)邊界提供多達(dá)50 KB 的集成工作內(nèi)存。同時(shí)提供多達(dá) 2 MB 的集成加載內(nèi)存和 2 KB 的集成記憶內(nèi)存?？蛇x的 SIMATIC 存儲(chǔ)卡可輕松轉(zhuǎn)移程序供多個(gè) CPU 使用。該存儲(chǔ)卡也可用于存儲(chǔ)其它文件或更新控制器系統(tǒng)固件[6] 。

　　集成的PROFINET 接口

　　集成的PROFINET 接口用于進(jìn)行編程以及 HMI 和 PLC-to-PLC 通信。另外，該接口支持使用開放以太網(wǎng)協(xié)議的第三方設(shè)備。該接口具有自動(dòng)糾錯(cuò)功能的 RJ45 連接器，并提供 10/100 兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率。它支持多達(dá) 16 個(gè)以太網(wǎng)連接以及以下協(xié)議：TCP/IP native、ISO on TCP 和 S7 通信。

　　SIMATIC S7-1200 集成技術(shù)

　　SIMATIC S7-1200 具有用于進(jìn)行計(jì)算和測(cè)量、閉環(huán)回路控制和運(yùn)動(dòng)控制的集成技術(shù)，是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)多種類型的自動(dòng)化任務(wù) [8] 。

　　用于速度、位置或占空比控制的高速輸出 [9]

　　SIMATIC S7-1200 控制器集成了兩個(gè)高速輸出，可用作脈沖序列輸出或調(diào)諧脈沖寬度的輸出。當(dāng)作為 PTO 進(jìn)行組態(tài)時(shí)，以高達(dá) 100 千赫的速度 提供50% 的占空比脈沖序列，用于控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用其中兩個(gè)高速計(jì)數(shù)器在內(nèi)部提供對(duì)脈沖序列輸出的反饋。當(dāng)作為PWM 輸出進(jìn)行組態(tài)時(shí)，將提供帶有可變占空比的固定周期數(shù)輸出，用于控制馬達(dá)的速度、閥門的位置或發(fā)熱組件的占空比。

　　PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊

　　SIMATIC S7-1200 支持控制步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的開環(huán)回路速度和位置。使用軸技術(shù)對(duì)象和國際認(rèn)可的 PLCopen 運(yùn)動(dòng)功能塊，在工程組態(tài) SIMATIC STEP 7 Basic 中可輕松組態(tài)該功能。除了“home”和“jog”功能，也支持移動(dòng)、相對(duì)移動(dòng)和速度移動(dòng)。

　　驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板 [9]

　　工程組態(tài)SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的驅(qū)動(dòng)調(diào)試控制面板，簡(jiǎn)化了步進(jìn)馬達(dá)和伺服驅(qū)動(dòng)器的啟動(dòng)和調(diào)試操作。

　　它提供了單個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的自動(dòng)控制和手動(dòng)控制，以及在線診斷信息。

　　用于閉環(huán)回路控制的PID 功能 [9]

　　SIMATIC S7-1200 多可支持 16 個(gè) PID 控制回路，用于簡(jiǎn)單的過程控制應(yīng)用。借助 PID 控制器技術(shù)對(duì)象和工程組態(tài)SIMATIC STEP 7 Basic 中提供的支持編輯器，可輕松組態(tài)這些控制回路。另外，SIMATIC S7-1200 支持 PID 自動(dòng)調(diào)整功能，可自動(dòng)為節(jié)省時(shí)間、積分時(shí)間和微分時(shí)間計(jì)算調(diào)整值。

　　PID 調(diào)試控制面板 [9]

　　SIMATIC STEP 7 Basic 中隨附的 PID 調(diào)試控制面板，簡(jiǎn)化了回路調(diào)整過程。它為單個(gè)控制回路提供了自動(dòng)調(diào)整和手動(dòng)控制功能，同時(shí)為調(diào)整過程提供了圖形化的趨勢(shì)視圖。

　　SIMATIC S7-1200硬件創(chuàng)新…

　　集成Profinet / Ethernet 端口 – [10]

　　不需要專用編程電纜和以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊，減少了安裝空間和成本。

　　信號(hào)板的概念– [9]

　　信號(hào)板可以增加額外的I / O點(diǎn)，而不必要改變CPU的體積；例如僅僅需要一路熱電阻傳感器信號(hào)的輸入，通過信號(hào)板就可以完成。

　　CPU本體集成數(shù)字量I/O，模擬量I/O和運(yùn)動(dòng)控制I/O – [9]

　　不需要額外的硬件擴(kuò)展，減少了PLC安裝空間和成本。

　　SIMATIC S7-1200軟件創(chuàng)新…

　　Step7 Basic是針對(duì)邏輯控制，HMI和網(wǎng)絡(luò)通信功能進(jìn)行開發(fā)的通用型編輯器 – [11]

　　所有向?qū)?，工具條和菜單具有相似的可視化效果，易于學(xué)習(xí)與維護(hù)可節(jié)約使用者大量時(shí)間。

　　自動(dòng)檢測(cè)和上載的概念–

　　在設(shè)計(jì)階段，硬件組態(tài)簡(jiǎn)單快速，所有文檔存儲(chǔ)于CPU中，包括符號(hào)，注釋，描述，易于維護(hù)。

　　無需其它軟件工具–

　　具有PID控制環(huán)節(jié)自整定功能，應(yīng)用PLCopen 架構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制功能，這些功能都嵌入到工程軟件包括用戶程序中。

　　SIMATIC S7-1200新特性…

　　[9] 安全集成 –

　　未經(jīng)授權(quán)不能修改代碼或過程量，提高操作的安全性。

　　[9] 作為通信模塊與主站鏈接 –

　　集成的通訊接口能夠快速、簡(jiǎn)單的與設(shè)備建立鏈接，比如SIRIUS軟啟動(dòng)器和RFID識(shí)別器。

　　[9] 專有技術(shù)保護(hù) –

　　通過密碼保護(hù)，未經(jīng)授權(quán)的第三方無法打開你的程序和算法。

　　[9] 智能IO設(shè)備 –

　　通過簡(jiǎn)單的組態(tài)，利用對(duì)I/O映射區(qū)的讀寫操作，使S7-1200 控制器搭建成（實(shí)現(xiàn)）主從結(jié)構(gòu)的分布式I/O應(yīng)用。

　　[9] 集成跟蹤功能 –

　　為了高效調(diào)試、快速的解決現(xiàn)場(chǎng)遇到的問題，S7-1200 新發(fā)布的V4.0版本集成了功能強(qiáng)大的信號(hào)示蹤與分析工具，可以分析CPU所有的變量，標(biāo)簽，模擬量和數(shù)字量信號(hào)。

　　[9] 配方功能 –

　　直接存儲(chǔ)在CPU的內(nèi)部存儲(chǔ)器或擴(kuò)展存儲(chǔ)器中。

　　[9] DB塊的在線–

　　CPU在RUN 模式下，可以下載已修改的數(shù)據(jù)塊。

　　[9] RFID和條碼識(shí)別 –

　　通過擴(kuò)展RF120C模塊能夠讓S7-1200集成有 [12] RFID和條碼識(shí)別功能。

　　集成WEB服務(wù)器

　　以訪問系統(tǒng)和過程信息，以及識(shí)別數(shù)據(jù)

　　具有系統(tǒng)診斷功能

　　通信參數(shù)診斷和分析

　　可以通過符號(hào)表和自定義符號(hào)方式，訪問過程數(shù)據(jù)

　　用戶可自定義Web頁面

　　固件升級(jí)

　　[9] 數(shù)據(jù)日志

　　可以從Web 服務(wù)器的“文件瀏覽器”頁面打開、編輯、保存、重命名或刪除數(shù)據(jù)日志文件。數(shù)據(jù)日志文件按照標(biāo)準(zhǔn) CSV 格式存儲(chǔ)。

　　可以記錄用戶自定義符號(hào)。

　　通訊

　　PROFINET I/O作為所有控制器的接口標(biāo)準(zhǔn)，用于現(xiàn)場(chǎng)通信；同時(shí)也支持TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通信方式 [13] 。

　　通過PN網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)行固件升級(jí)。

　　智能IO設(shè)備（I-Device ）。

　　標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)器功能，用戶可自定義Web網(wǎng)頁，可以獲取控制和診斷信息。

　　針對(duì)控制器和通訊模塊的編程非常簡(jiǎn)單。

　　新模塊S7-1217C和已有模塊S7-1215C都具有第二個(gè)PROFINET接口，可以同時(shí)連接HMI，I/O，驅(qū)動(dòng)和編程計(jì)算機(jī)