西门子S7-1200CPU1214C中央控制器西门子中国总代理 西门子授权代理商

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【导读】

也许有人会说台达变频器支持MODBUS RTU通信，而且S7-200SMART系列PLC集成了MODBUS库指令，使用指令库就能够很好的完成S7-200SMART系列PLC与台达变频器通信，我为什么还需要去掌握ASCII的通信方式呢?而且使用ASCII的通信方式，程序设计又复杂，还不方便。确实是这样的，使用库指令确实很方便，但在实际使用的过程中有一些设备不支持RTU通信，那么就无法使用库指令通信，ASCII通信的实现使用的是PLC的自由口通信功能，因此掌握自由口通信的重要性就出来了，另外自由口通信是 RTU库指令的基础，库令内部也是使用自由口的方式来编写的。

因此想通过PLC与台达变频器的MODBUS ASCII的通信为例，来分享个人对于自由口通信程序的一些设计思路和想法。

【案例说明】

实现MODBUS ASCAII的通信方式，实现S7-200SMART系列PLC与台达VFD—M系列变频器的MODBUS ASCAI I通信，要求：可以在SMART line系列的触摸屏上实现对变频器的运行的控制，频率的修改，运行状态的监控及输出电压电流等的监控，另外要求通信连接断开时具有报警信号输出，触摸屏上有报警显示，当通信重新建立时，报警自动消失。

【通信连接说明】

西门子S7-200SMART本地自带的通信端口为RS485接口，变频器上提供一个RJ11外观的485接口，如图1-1所示为连接示意图，图1-2所示为通信接线图，其中PLC侧的3号脚和8号脚分别表示485 和485-,变频器侧的3表示485-，8表示485

图1-1 连接示意图

图1-2 通信端口接线图

【变频器参数设置】

变频器参数的设置有两部分，一是基本参数和通信参数，基本参数包括主频率的来源，运行命令的来源，二是通信参数，通信参数包括站号，通信速率，通信格式和通信协议选择等，如图1-3所示

图1-3 变频器通信参数设置

【信息帧格式说明及数据准备】

根据变频器通信协议的说明，对需要实现的功能进行数据的规划和地址的分配，如下所示：

(1)读取变频器的状态

(2)读取输出频率，输出电流，直流母线电压，输出电压

(3)写运行命令和写频率数据

【通信程序的设计思路】

通信程序的设计即要考虑到数据能够正常的交换，也需要考虑到若重新断开后重新连接时可以自行建立通信，以下是个人对通信程序设计流程的一些总结

【参考程序】

由于程序过多，程序截图不方便，在文中只放置了主程序部分的内容，若需要详细的程序可点击程序下载，下载源程序

详细程序请见源程序

今天我们分享一个常用的多点多速运动控制案例，要求在HMI上能实现报警显示、手动、自动控制;各段速度、位置的设定;IO表监控等功能。

具体控制要求是

▶(1) HMI上面能够实现手动运行速度、点动速度的显示;

▶(2) HMI上能有手动、自动控制画面;并能显示报警具体信息

▶(3) HMI上能显示当前位置、目标位置、当前速度、目标速度的显示

▶(4) HMI上能设置各段位置和速度

▶(5) 当在手动模式时，自动模式不能运行，两种模式需互锁

▶(6) 要求每次启动时均在A 位置开始运行，在没有按下停止按钮时，应在ABC三点循环运行，可随意更改三点位置值及运行速度

▶(7) 当按下停止按钮时，不能立即停止，应运行完该段位置才能停止

▶(8) 当按下急停按钮时，电机应立即停止

本例子采用200SMART ST20 CPU，在看本案例时需要有一定的定位基础知识，能够清楚步进电机是如何进行控制的，是怎么去实现改变运行方向!并了解运动控制向导操作

下图是电机的示意图;I0.2为正限位 I0.3为原点信号I0.4为负限位

HMI手动控制画面显示当前位置、点动速度、手动运行速度及设置手动运行速度

自动控制画面 显示当前位置和速度，目标位置和速度，使能指示

等

参数设置画面可设置各段速度和位置

其他画面不一一展示

下面我们开始写程序，首先应该是轴使能以及初始化程序，但在编写初始化程序之前，我们考虑在HMI方便运行间歇时间的设定，做了个时间数据的运算程序

接着使用单按钮的方式编写轴使能程序 HMI及硬件按钮均可使能

其次我们接着编写手动部分的程序，手动运行正反转时需要互锁，并且在自动模式时手动模式不能运行，所以用定位使能及自动运行两个条做手动程序的EN位

当点动正转或反转时，我们把当前速度传送至HMI上显示

执行回原点程序

原点完成后把第一A点的位置和速度传送至目标位置和速度中

Zui后是自动部分的程序，当没有急停的情况下，按下启动按钮后，则开始执行GOTO指令，开始运行依第一段速度运行至第一段位置

当当前位置和第一段A点位置相等时，把B点位置和速递传送至目标值地址内，延时一定时间后，运行至B点，当到达B点后把C点的位置和速度传送至目标位置地址

在没按下停止时，在ABC三处反复循运行;按下停止按钮后，则不再运行下一段目标值;按下急停按钮时，则需立即停止

以上整套程序，可把源文件给到大家，软件使用的是V2.5 版本。威纶通触摸屏软件是6.04

关于200SMART定位控制想进一步学习的朋友，推荐大家查看曾老师的西门子《S7-200SMART定位控制应用》《S7-200SMART高速脉冲输入输出功能介绍》两门课程

课程由易到难，通俗易懂、内容精炼，带你快速学会步进伺服控制。该课程从高速计数器的原理开始，逐步带领大家高速计数和运动控制如何建立关系，同时很详细了介绍了运动控制的工作原理及向导组态、控制面板的使用等