| 長沙6ES7340-1BH02-0AE0西門子銷售中心 |
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長沙玥勵自動化設備有限公司
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長沙 西門子 6ES7340-1BH02-0AE0 銷售中心
硬件及軟件列表
應用CP341進行 MODBUS協(xié)議通信時需要有Dongle的支持。在使用之前先將Dongle安裝在CP341模塊的背面的Dongle插槽中，Dongle和插入Dongle前后的CP341如下圖所示：
長沙玥勵自動化設備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數控系統(tǒng)、變頻器、人機界面、觸摸屏、伺服、電機、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務，歡迎來電垂詢 聯(lián)系人：姚善雷 （銷售經理） 手機 ：13874941405 QQ ： 3464463681 地址：長沙市岳麓區(qū)雷鋒大道468號金科世界城16-3303室 圖1
組態(tài)和配置1、打開上面創(chuàng)建的項目ptp，用鼠標右鍵點擊項目名稱，選擇Insert New Object-> SIMATIC 300 Station，更改站的名稱為CP341 Modbus-S。
圖2 2、雙擊Hardware進入硬件配置畫面，插入RACK、CPU315-2DP、CP341。
圖3 3、 雙擊CP341模板，點擊Parameter...，配置CP341參數。在Protocol選項中選擇MODBUS Slave。
圖4 4、雙擊Protocol下的信封圖標，配置MODBUS Slave參數，點擊MODBUS-Slave按鈕。
圖5
5、FC01,05,15：讀取、強制輸出位的狀態(tài)；左邊的地址為信息傳送地址，右邊對應西門子的PLC地址區(qū)，即左邊地址從0~100對應MODBUS地址區(qū)為00001~00101，對應西門子數據區(qū)為M0.0~M12.4；101~200對應MODBUS 地址區(qū)為00102~00201，對應西門子數據區(qū)為Q0.0~Q12.3；從地址201~300，301~400對應Modbus 地址區(qū)為00202~00301，00302~00401，對應西門子數據區(qū)為Timer，Counter。
圖6 6、FC02讀取輸入數據位的狀態(tài)，地址對應如上文所述。
圖7 7、FC03,06,16組態(tài)輸出寄存器數據區(qū)，對應西門子數據區(qū)為DB塊。
圖8 8、FC04組態(tài)輸入寄存器數據區(qū)，對應西門子數據區(qū)同樣是DB塊。
圖9 9、設置寫參數的限制值。
圖10 10、如果選用的是RS422/485接口的CP341時，還需要設置接口類型，如下圖所示，其它參數均采用默認設置。
圖11 11、配置完成后保存時會提示是否裝載驅動。
圖12 12、此時必須連接到實際的PLC，點擊Yes按鈕裝載驅動，裝載時CPU必須為STOP模式。驅動裝載完成后，如果再次裝載，STEP7會提示Driver already exists，配置完成后點擊“編譯保存”按鈕保存編譯硬件組態(tài)，并確認沒有錯誤。
圖13 編寫通信程序1、將FB7，FB8添加到程序Blocks中，方法為雙擊OB1，打開OB1編程畫面，從庫Libraries->CP PtP->CP341中調用發(fā)送程序塊FB8和接收程序塊FB7，然后再從OB1中刪除。因為MODBUS從站通訊要用到這兩個功能塊。 2、調用MODBUS從站功能塊FB80，位置在Libraries->Modbus->Modbus ->FB80。分配背景數據塊DB80，將參數LADDR設為硬件組態(tài)中的起始邏輯地址256。
圖14 2、調用MODBUS從站功能塊，設置參數。
圖15
3、創(chuàng)建FC03,06,16功能代碼通訊數據塊DB1。
圖16 4、創(chuàng)建FC04功能代碼通訊數據塊DB2。
圖17 設備連接本文檔使用的CP341的接口是RS232C，因此需要通過標準的RS232C電纜來連接CP341和計算機的串口，具體的電纜連接方法請查看CP341手冊B章節(jié)連接電纜部分（見：手冊、文檔和軟件鏈接部分）。 如果使用的CP341是RS485接口的模塊，需要使用RS232C/RS485轉換器。 通信測試 前面使用Step7 V5.5軟件已經將通信CP341的通信工作做完，下面進行通信測試。這里使用串口通訊測試軟件Modscan32軟件來測試CP341和計算機的通信，步驟如下 1、首先將硬件配置和程序下載到CPU315-2DP中。在計算機上打開MODBUS主站仿真軟件Modscan32。
圖18 2、點擊Modscan32上的Connection->Connect，顯示畫面如下，選擇計算機和CP341相連的COM口COM1，設好波特率，數據位，停止位，校驗方式，如下圖：
圖19 3、設置完成，點擊OK，顯示畫面如下。
圖20 4、數據顯示區(qū)的10個地址的數據對應CPU中DB1的前10個字（Word）的數值（DBW0–DBW10分別為1-10 ），如下圖。
圖21 5、其它數據的讀取，只需更改訪問的數據類型，此處不再介紹。 6、但要說明一下對于浮點數的顯示，PLC中浮點數的高16位和低16位與Modscan32顯示的相反，即PLC中浮點數的高16位對應Modscan32顯示浮點數的低16位，PLC中浮點數的低16位對應Modscan32顯示浮點數的高16位，可在程序中做一下處理，如下圖：
圖22 此時Modscan32顯示的浮點數40001對應MD200的浮點數值，但MODBUS地址對應DB1.DBD0。
硬件列表
應用CP341進行 MODBUS協(xié)議通信時需要有Dongle的支持。在使用之前先將Dongle安裝在CP341模塊的背面的Dongle插槽中，Dongle和插入Dongle前后的CP341如下圖所示。
圖1 組態(tài)和配置1、打開軟件TIA PORTAL STEP7 V13，點擊項目->新建...創(chuàng)建一新項目，項目名稱為341_modbus_Slave。
圖2 2、用鼠標點擊“添加新設備”，選擇SIMATIC S7-300->CPU->CPU 315-2PN/DP->6ES7 315-2EH14-0AB0。
圖3 3、雙擊“設備組態(tài)”進入硬件組態(tài)界面，導軌RACK和CPU 315-2PN/DP已經存在，只需要插入PS307和CP341。
圖4 4、雙擊CP341模板，進入CP341的屬性框，配置CP341參數。
圖5 5、在“協(xié)議”選項中選擇“Modbus從站”。配置Modbus從站通信參數，設定的通信參數要和通訊伙伴的相同。傳輸率（通信波特率）：9600bps，數據位：8位，停止位：1位，奇偶校驗：無，從站站址：2，其他的參數都采用默認設置。
圖6 6、FC01,05,15：讀取、強制輸出位的狀態(tài)；分4個范圍，每個范圍前2行地址為信息傳送地址，后2行對應西門子的PLC地址區(qū)，即第1范圍從0~15對應MODBUS地址區(qū)為00001~00016，對應西門子數據區(qū)（標記F.）為M10.0~M11.7；第2范圍從16~31對應MODBUS 地址區(qū)為00017~00032，對應西門子數據區(qū)（輸出Q.）為Q0.0~Q1.7；第3范圍從地址32~64對應Modbus 地址區(qū)為00033~00065，對應西門子數據區(qū)（時間T.）為T0~T1；第4范圍從地址64~96對應Modbus 地址區(qū)為00065~00097，對應西門子數據區(qū)（計數器C.）為C0~C1。
圖7 7、FC02：讀取輸入數據位的狀態(tài)，分2個范圍，每個范圍前2行地址為信息傳送地址，后2行對應西門子的PLC地址區(qū)，即第1范圍從0~15對應MODBUS地址區(qū)為10001~10016，對應西門子數據區(qū)（標記F.）為M12.0~M13.7；第2范圍從16~31對應MODBUS 地址區(qū)為10017~10032，對應西門子數據區(qū)（輸入I.）為I0.0~I1.7。
圖8 8、FC03、06、16：組態(tài)保持寄存器數據區(qū)，對應西門子數據區(qū)為DB塊，即MODBUS保持寄存器地址區(qū)的地址40001，對應西門子DB塊的地址DB10.DBW0，依次40002對應DB10.DBW2，往后依次類推。
圖9 9、FC04：組態(tài)輸入寄存器數據區(qū)，對應西門子數據區(qū)同樣是DB塊，即MODBUS輸入寄存器地址區(qū)的地址30001，對應西門子DB塊的地址DB11.DBW0，依次30002對應DB11.DBW2，往后依次類推。
圖10 10、設置寫參數的限制值，對寫操作做訪問限制。
圖11 11、如果選用的是RS422/485接口的CP341時，還需要設置接口類型，如下圖所示，其它參數與RS232的設置一樣。
圖12 編寫通信程序1、在設置功能碼FC03、06、16中，創(chuàng)建DB10滿足設置需要；在設置功能碼FC04中，創(chuàng)建DB11滿足設置需要。這2個數據塊都創(chuàng)建1個數據類型Array的變量，數組元素的數據類型為Word，數量為101。
圖13 2、進入主程序OB1，從通信->通信處理器->MODBUS Slave (RTU)，調用功能塊MODB_341，MODB_341的背景數據塊為DB1。
圖14 關于功能塊MODB_341的管腳說明。
圖15 設備連接本文檔使用的CP341的接口是RS232C，因此需要通過標準的RS232C電纜來連接CP341和計算機的串口，具體的電纜連接方法請查看CP341手冊B章節(jié)連接電纜部分（見：手冊、文檔和軟件鏈接部分）。 如果使用的CP341是RS485接口的模塊，需要使用RS232C/RS485轉換器。 通信測試前面使用 TIA Step7 軟件已經將通信CP341的通信工作做完，下面進行通信測試。這里使用串口通訊測試軟件Modscan32軟件來測試CP341和計算機的通信，步驟如下 1、將項目程序在線，本示例中手動將M200.1（即：CP_START）置1，M200.2（即：CP_START_FM）和M200.4（即：CP_START_OK）也會為1。
圖16 2、首先將硬件配置和程序下載到CPU315-2DP中。在計算機上打開MODBUS主站仿真軟件Modscan32。
圖17 3、點擊Modscan32上的Connection->Connect，顯示畫面如下，選擇計算機和CP341相連的COM口COM1，設好波特率，數據位，停止位，校驗方式，如下圖。
圖18 4、設置完成，點擊OK，顯示畫面如下。
圖19 5、數據顯示區(qū)的10個地址的數據對應CPU中DB10的前10個字（Word）的數值（DBW0–DBW10分別為1-10 ），如下圖。給這10個字賦值1-10。
圖20 6、Modscan32軟件界面03功能碼的地址40001-40010分別顯示1-10的數據。
圖21
Modbus RTU 協(xié)議的多站點輪詢（CP341，RS485）硬件列表
組態(tài)配置1、組態(tài)CPU及CP341，如圖1將CP341邏輯地址設為256。
圖1 2、設置Modbus總線傳輸速率和幀字符結構 雙擊CP341->Parameters－>Protocol中選擇Modbus Master；雙擊信封Protocol，選擇Modbus Master設置總線傳輸速率和幀字符結構以及，其它從站的設置必須和主站設置一致。如圖，本例傳輸速率為9.6Kbit/s，幀字符1-8-e-1，即1位起始位，8位數據位，偶校驗，1位停止位。
圖2 3、設置電氣接口 選擇半雙工RS 485，接收端初始狀態(tài)按圖3設置，各從站的接口電氣標準應和主站一致，如圖，具體配置步驟請參考手冊《CP340/341/440/441通訊及編程》。
圖3 編程1、創(chuàng)建發(fā)送數據塊DB1 如圖，定義Modbus功能碼03的數據格式，更多功能碼格式參考手冊《以用于 PtP CP MODBUS 協(xié)議 RTU 格式 S7 的 SIMATIC 可加載驅動程序為主站》
圖4 2、創(chuàng)建接收數據DB 在此共建立了2個DB（DB4,DB5）分別存放來自兩個從站的數據，每個DB分配了一個0～1000個字的整型數組如圖。
圖5 3、創(chuàng)建輪詢功能塊FC1 設置指令計數器（MW2），如圖，本例中設置為2，即2兩條指令。
圖6 根據指令計數器值構造發(fā)送指令并指定接收緩沖區(qū)。如圖，指令計數器數值為1，構造的發(fā)送指令為訪問1號從站，功能碼03，起始地址0（對應Modbus地址40001），4個寄存器；接收緩沖區(qū)為數據塊DB4，起始地址為0。
圖7 如圖，指令計數器數值為2，構造的發(fā)送指令為訪問2號從站，功能碼03，起始地址0（對應Modbus地址40001），4個寄存器；接收緩沖區(qū)為數據塊DB5，起始地址為2。
圖8 為了實現數據發(fā)送和接收，FC1中還必須調用CP341發(fā)送FB8 和接收FB7 功能塊。
圖9 FB8參數說明表
圖10 FB7參數說明表
CP341 Modbus RTU主站輪詢從站過程：以功能碼03（Function Code 03）為例，正常情況下REQ(M0.0)檢測到一個上升沿時，FB8啟動發(fā)送作業(yè)，從站收到主站請求后發(fā)送響應數據，FB7將從站響應的數據送回給CPU處理，發(fā)送作業(yè)完成位DONE(M0.1)置位，同時指令計數器MW2加1，構造下條指令,傳遞到發(fā)送DB中（DB1.DBB0～DB1.DBB5），更新下一條指令的接收區(qū)地址(MW4,MW6)同時觸發(fā)REQ上升沿,啟動一個新的發(fā)送作業(yè)。
圖11 同樣以功能碼03（Function Code 03）為例，在故障情況下，FB8發(fā)送功能無法完成，ERROR置位，那么判斷該次發(fā)送作業(yè)失敗，更新發(fā)送區(qū)地址和接收區(qū)地址啟動下一個發(fā)送作業(yè)。如果FB8的DONE和ERROR由于某些故障都無法置位，那么通訊將處于死鎖狀態(tài)，所以在啟動發(fā)送作業(yè)同時啟動超時定時器t0（本例中超時定時器時間設為2100ms），即定時器計時結束時DONE或ERROR仍然沒有置位，那么判斷該次發(fā)送作業(yè)失敗，更新發(fā)送區(qū)地址和接收區(qū)地址啟動下一個發(fā)送作業(yè)。 如圖所示，主站向Slave1發(fā)送請求指令，由于1號從站斷線故障，從站沒有收到主站請求，也無法返回主站需要的數據，當預設的從站響應時間t（如圖11，t=2000ms）超時，發(fā)送功能塊ERROR（M0.2）置位，主站判斷本條指令失敗，同時發(fā)起下一條指令作業(yè)（Function Code 03）訪問Slave2，Slave2收到主站請求后，將響應數據返回給主站CP341，主站再通過FB7將從站接收到的數據保存到指定位置，發(fā)送功能塊DONE（M0.1）置位，同時觸發(fā)下一次發(fā)送作業(yè)。
圖12 需要注意的是超時定時器時間(t0)必需大于預設的從站響應時間t，而預設的從站響應時間應大于等于主站發(fā)出請求到接收到從站響應數據的時間最大值(tn，n=1,2)，即t0 ＞ t ≥ Max(t1,t2)，如圖。
圖13 4、在OB1中調用輪詢功能塊FC1
圖14 總結本文檔所提供的例程適用于CP341作為Modbus主站輪詢訪問多個從站，根據實際需要構造不同功能碼指令，可讀寫不同的從站的不同地址空間。本例對通訊故障時的處理方式是簡單的放棄當前作業(yè)，并觸發(fā)下一個作業(yè)，實際運用中可根據實際情況判斷是否需要重發(fā)或進行其他故障處理。
串口通信故障診斷如果串口通訊發(fā)生故障，為了能快速定位發(fā)生的所有錯誤， 可以通過以下常用方法診斷通信模塊的故障： 模塊指示燈CP340/341/440/441 模塊都有數據交換的指示燈：Txd和Rxd。
故障指示燈各模塊不相同，詳細如下。 CP340/341模塊的故障指示燈組報警 SF 燈（紅色常亮）:組報警 LED SF 始終會在通電后亮起，在初始化后熄滅。 如果已為 CP340/341 生成了參數化數據，則 SF LED 會在重新參數化期間再次短暫亮起。 如果發(fā)生以下哪種情況，組報警 LED SF 都將亮起：
CP440/441模塊的故障指示燈組錯誤顯示：
接口故障顯示：
CP440 故障指示燈的錯誤消息，如圖 1 所示。
圖1 CP440 故障指示燈的錯誤消息 CP441 故障指示燈的錯誤消息，如圖 2 所示。
圖2 CP441 故障指示燈的錯誤消息 通信功能塊的 STATUS 診斷信息CP 340/CP341/CP440 通訊功能塊的 STATUS 信息FB 的 STATUS 輸出:
注意：功能塊的 STATUS、ERROR、DONE 和 NDR 等狀態(tài)僅保持一個掃描周期，然后清零，需要客戶編程讀出判斷。 STATUS 參數的結構，如圖 3 所示：
圖3 STATUS 參數的結構 CP340 功能塊的 STATUS 事件類別和事件編號鏈接。 CP341 功能塊的 STATUS 事件類別和事件編號鏈接。 CP440 功能塊的 STATUS 事件類別和事件編號鏈接。 CP 441 通訊功能塊的 STATUS 信息SFB 的 STATUS 輸出：
SFB12 的錯誤信息，如圖 4 所示。
圖4 SFB12 的錯誤信息 SFB13 的錯誤信息，如圖 5 所示。
圖5 SFB13 的錯誤信息 通信模塊的診斷緩沖區(qū)通訊模塊有自己的診斷緩沖區(qū)，模塊的所有診斷事件都按事件發(fā)生的順序輸入診斷緩沖區(qū)。 在診斷緩沖區(qū)中會顯示以下內容：
模塊的診斷緩沖區(qū)特點：
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注意：STEP7 V5.X軟件上，必須安裝如下軟件包才可進行后續(xù)的組態(tài)配置。
