西门子CPU319-3PN/DP模块

2025-01-10 08:00 114.95.101.251 2次
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产品详细介绍

西门子CPU319-3PN/DP模块

■可以在系统运行过程中对所有组件进行热插拔。更换一个 CPU 后,当前的所有程序和数据可以自动重新装载。

■在系统运行过程中,也可以修改程序(例如,程序块的修改和重新装载),更改配置(例如,增加或删减 DP从站或模块)以及改变 CPU的内存分配。

设计和功能

根据统计数字表明,所有自动化组件(无论是机械式、机电式,还是电子式)都会出现故障。工厂维护和工厂改造也就必不缺少。在实际应用中,期待的可用性是不现实的。

通过西门子 SIMATIC S7-400H,能够限度地降低生产故障机率,化生产率。

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说明

有一系列从入门级CPU直到高性能CPU,用于配置控制器。所有CPU控制大量结构;多个CPU可以在一个多值计算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高处理速度和确定性的响应时间,可缩短机器的循环周期。

不同的CPU具有不同性能,例如,工作存储器,地址范围,连接数量和执行时间。十款款标准的CPU,集成PROFIBUS、PROFINET?总线接口。

应用

S7-400尤其适合于加工工业中的数据密集型任务。高处理速度和确定性的响应时间,缩短高速机械制造业设备控制的循环周期。

S7 -400用于整体协调各种设备,控制低级别的系统。这是由高速通讯能力和集成接口来保证的。

在S7-400的许多器件也可用于 环境条件下的SIPLUS版本。

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SIMATIC S7-400H 具有以下功能:

■ 出现故障时,能够无扰切换

■ 集成故障检测功能;提前检测故障,避免影响生产过程

■ 在线维护,即可在工厂运行期间,更换故障组件

■ 组态更改,即可在工厂运行期间,进行工厂扩容

在CPU的V数据区中分配库指令数据区(Library Memory);

如有必要,使用主站软件测试。

 

注意:由子程序参数HoldStart和MaxHold的保持寄存器区,是在S7-200CPU的V数据存储区中分配,此数据区不能和库指令数据区有任何重叠,否则在运行时会产生错误,不能正常通信。注意Modbus中的保持寄存器区按"字"寻址,即MaxHold规定的是VW而不是VB的个数。

在图2的例子中,规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB0 开始(HoldStart =VB0),并且保持寄存器为1000个字(MaxHold=1000),因保持寄存器以字(两个字节)为单位,实际上这个通信缓冲区占用了VB0~VB1999共2000个字节。分配库指令保留数据区时至少要从VB2000开始。当然保持区不一定要从VB0开始。

注意:你选用的CPU的V存储区大小!CPU型号不同V数据存储区大小不同。应根据需要选择Modbus保持寄存器区域的大小。

包含Modbus RTU 从站指令库的项目编译、下载到CPU中后,在编程计算机(PG/PC)上运行一些 Modbus测试软件可以检验S7-200的ModbusRTU通信是否正常,这对查找故障点很有用。测试软件通过计算机串口(RS-232)和PC/PPI电缆连接CPU。如果必要,须将PC/PPI电缆设置在自由口通信方式。

可到一些软件下载寻找类似软件,如 ModScan32 等。

2.3 Modbus RTU 从站地址与S7-200的地址对应

Modbus地址总是以00001、30004之类的形式出现。S7-200内部的数据存储区与Modbus的0、1、3、4共4类地址的对应关系如下:

表2. Modbus地址对应表

Modbus地址S7-200数据区
00001 ~ 00128Q0.0 ~ Q15.7
10001 ~ 10128I0.0 ~ I15.7
30001 ~ 30032AIW0 ~ AIW62
40001 ~ 4xxxxT ~ T + 2 * (xxxx -1)

其中T为S7-200中的缓冲区起始地址,即 HoldStart。

如果已知S7-200中的V存储区地址,推算Modbus地址的公式如下:

Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T为偶数

2.4 Modbus RTU 从站指令库支持的功能码

Modbus RTU 从站指令库支持特定的 Modbus 功能。访问使用此指令库的主站必须遵循这个指令库的要求。

表 3. Modbus RTU 从站功能码

功能码主站使用相应功能码作用于此从站的效用
1读取单个/多个线圈(离散量输出点)状态。 功能 1 返回任意个数输出点(Q)的 ON/OFF 状态。
2读取单个/多个触点(离散量输入点)状态。 功能 2 返回任意个数输入点(I)的 ON/OFF 状态。
3读取单个/多个保持寄存器。功能 3 返回 V 存储区的内容。在 Modbus协议下保持寄存器都是"字"值,在一次请求中可以读取zui多 120 个字的数据。
4读取单个/多个输入寄存器。功能 4 返回 S7-200 的模拟量数据值。
5写单个线圈(离散量输出点)。功能 5 用于将离散量输出点设置为的值。这个点不是被强制的,用户程序可以覆盖 Modbus通信请求写入的值。
6写单个保持寄存器。功能 6 写一个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。
15写多个线圈(离散量输出点)。功能 15 把多个离散量输出点的值写到 S7-200 的输出映像寄存器(Q区)。输出点的地址必须以字节边界起始(如 Q0.0 或 Q2.0),并且输出点的数目必须是 8 的整数倍。这是此 Modbus RTU从站指令库的限制。些点不是被强制的,用户程序可以覆盖 Modbus 通信请求写入的值。
16些多个保持寄存器。功能 16 写多个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。在一次请求中可以写zui多 120个字的数据。

 

2.5 Modbus RTU 从站例程

Modbus RTU 从站例程

需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打开

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2.6 Modbus RTU 从站常见问题

Modbus从站的网络地址与 S7-200 的 CPU 网络地址有什么关系?

没有关系。支持网络通信的通信协议必须有其自己的网络寻址规定。 Modbus 从站的地址只是它在 Modbus网络上的地址,而通常所说的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西门子的 PPI 网络上的站地址。S7-200 CPU的大部分通信功能都通过 PPI 网络完成,例如编程、网络读写通信等。

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 如何理解 Modbus地址与功能码的区别?

Modbus 地址与 Modbus 的功能码是两个层次的概念。

根据 Modbus 通信协议,Modbus 数据的地址使用 00xxx、10xxx、30xxx 和 40xxx的形式,分别表示数字量输出、数字量输入、模拟量输入等数据地址。在使用 S7-200 的指令库时,Modbus 数据地址与 S7-200的 I/O 和数据存储区地址间有特定的对应关系。

有些设备表明它支持 Modbus RTU 通信协议,但也详细提供了读写数据的详细通信帧格式,其中包括如何 Modbus站的地址,需要读写数据类型、长度等等。数据帧有特定字节指出此指令读写的数据类型和地址,此字节的数据内容即所谓"功能码",如功能 1读取单个/多个数字量输出点的值。

支持 Modbus 协议的设备或软件,使用时用户直接设置或看到的应当是 Modbus 数据地址。Modbus地址所访问的数据,是通过各种"功能"读写而来。功能码是 Modbus 地址的底层。如果 Modbus 通信的一方提供的所谓Modbus 协议只有功能码,则需要注意了解此功能号与 Modbus 地址间的对应关系。

Modbus指令库启动后,如何通过同一个通信端口进行 CPU 监控?

Modbus 指令库使用的是 CPU 的自由口通信功能,工作在自由口模式下的通讯口不能使用 Micro/WIN 的 PPI编程通信监控。如果通信口都已经被占用,可以考虑:

  • 加一个通信模块(如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等)扩展出一个编程通信口

  • 中止自由口模式,可以将 CPU 上的模式开关从 RUN 拨到 STOP;或者保持处于 RUN 状态,用程序停止指令库的 Modbus模式(参见指令库应用)

为何有些 HMI软件使用 Modbus RTU 读取S7-200中的实数会出现错误?

有些HMI软件使用ModbusRTU通信协议时,处理存储在数据保持寄存器中的实数(浮点数)的方式与西门子的实数保存格式不同。西门子的PLC遵循"高字节低地址、低字节高地址"的规律。

ModbusRTU的保持寄存器总是以"字(双字节)"为单位,而一个实数需要4个字节(双字)表示。HMI软件在处理时可能会把保持寄存器的两个"字"互换位置,造成不能识别以西门子格式表示的实数。如果HMI软件一方无法处理这种实数,则可在S7-200CPU中编程将存入数据缓冲区(保持寄存器区)的实数的高字和低字互换。

为何有的HMI软件用ModbusRTU可以读取作为从站的S7-200的内容,但不能写入?

可能此软件使用了Modbus功能15(写多个离散量)或类似功能(功能16)。S7-200从站协议遵守"以整字节地址边界(如Q0.0、Q2.0)开始、以8的整数倍为位个数"的规约。如果HMI软件未严格执行此规律就可能发生写入错误的情况。

所属分类:中国电工电气网 / PLC
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成立日期2001年03月02日
注册资本500
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