西门子22千瓦变频器MM430

6SE6430-2UD32-2DA0MICROMASTER 430 无滤波器 380-480V+10/-10% 三相交流 47-63Hz 二次矩 22kW 过载 110% 60S，140% 3S 520x 275x 245（高x宽x深） 防护等级 IP20 环境温度 -10+40°C 无 AOP/BOP

1 S7-1200与变频器的连接

1.1本例程的系统配置
本例程中用到的硬件： S7-1200（CPU 1214C）、G120 ( 控制单元CU240B-2 )、一台装有TIA Portal软件的PC机、CM1241模块、电源模块、标准RJ45网线。

1.2 硬件连接

1.2.1硬件连线
本例程中的硬件间的结构如下图所示：


图1-1

1.2.2 PLC与控制单元通信端口之间的连接
用电缆将CU240B-2 Modbus 通讯接口与PLC通信模块连接起来，如下图所示。

　　　　
图1-2


2 变频器设置

2.1 地址设置
可以通过控制单元上的地址开关，也可以通过参数 P2021 或 STARTER 中“Control Unit / Communication / Field bus”页面来确定变频器的 Modbus-RTU 地址。
只有所有地址开关都设为“OFF”(0)时，P2021 或 STARTER 中的设置才有效。否则，Modbus-RTU 地址为地址开关所设置的地址。

2.2 参数设置
除了设置地址之外，还需要对其他一些变频器的通信参数进行设置，才可以进行MODBUS通信。具体需要设置的参数如表2-1所示：

表2-1

参数描述
P0015 = 21变频器宏程序
选择 I/O 配置
p2030 = 2现场总线协议选择
2： Modbus
p2020现场总线波特率
设置范围是 4800 bit/s … 187500 bit/s，出厂为 19200 bit/s
p2024Modbus 计时

  • 索引 0：从站应答延迟：
    在该时间后，从站应答主站。

  • 索引 1： 字符延时：
    指一个 Modbus 消息帧内，单个字符之间允许的延迟时间。 （即 Modbus 1.5 个字节标准的处理时间）

  • 索引 2： 报文延时：
    指 Modbus 报文之间允许的延时。（即 Modbus 3.5 个字节标准的处理时间）

p2029现场总线错误统计
指现场总线接口上接收错误的统计、显示
p2040过程数据监控时间
指没有收到过程数据时发出报警的延时。
注： 该时间必须根据从站数量、总线波特率加以调整，出厂为 100 ms。


3 PLC组态和编程

3.1 创建项目
首先创建一个项目，点击创建新项目，输入名称，路径等信息。


图3-1

3.2 硬件组态
按照新手上路的提示首先选择设备和网络，进行硬件组态。


图3-2

点击添加新设备，添加相应型号的设备，修改设备名称，选择版本号，点击添加。


图3-3

在弹出的设备与网络的右侧硬件目录中，找到通信模块-点到点-CM1241(RS485)，加入CM1241通信模块。


图3-4

双击设备视图中的RS485端口，设置端口组态，本例程配置如下图。


图3-5

在左侧的项目树-设备-在线访问-Broadcom NetXtreme。。。（本例程PC机所使用的网卡），双击更新可使用的设备，搜索到连接的设备。


图3-6

3.3 编程
在左边的设备中找到S7-1200/程序块，打开主程序（Main[OB1]）。在右边的指令栏里选择通信/通信处理器/MODBUS，添加MB_COMM_LOAD和MB_MASTER。


图3-7

在弹出的调用选项中，定义一个背景数据块。

西门子22千瓦变频器MM430图3-8

使用同样的方法，再加入一个MB_MASTER模块，同样定义背景数据块。


图3-9

分别按照图3-10、图3-11设置MB_COMM_LOAD和MB_MASTER模块。


图3-10

 


图3-11

其中，MB_COMM_LOAD与MB_MASTER指令的参数说明，请参考表3-1，表3-2。

表3-1 MB_COMM_LOAD指令的参数

参数声明数据类型存储区说明
REQInputBOOLI、Q、M、D、L在上升沿执行指令
PORTInputUINTI、Q、M、D、L 或常量通信端口的 ID：
在设备组态中插入通信模块后，端口 ID 就会显示在 PORT 框连接的下拉列表中。 也可以在变量表的“常量” (Constants) 选项卡中引用该常量。
BAUDInputUDINTI、Q、M、D、L 或常量波特率选择：
300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 76800, 115200
所有其它值均无效。
PARITYInputUINTI、Q、M、D、L 或常量奇偶校验选择：
0 – 无
1 – 奇校验
2 – 偶校验
FLOW_CTRLInputUINT I、Q、M、D、L 或常量流控制选择：
0 –（默认值）无流控制
1 – 通过 RTS 实现的硬件流控制始终开启（不适用于 RS485 端口）
2 - 通过 RTS 切换实现硬件流控制
RTS_ON_DLYInputUINT I、Q、M、D、L 或常量RTS 延时选择：
0 -（默认值）到传送消息的个字符之前，激活 RTS 无延时。
1 至 65535 – 到传送消息的个字符之前，“激活 RTS”以毫秒为单位的延时（不适用于 RS-485 端口）。应用 RTS 延时必须与 FLOW_CTRL 选择无关。
RTS_OFF_DLYInputUINT I、Q、M、D、L 或常量RTS 关断延时选择：
0 –（默认值）传送一个字符到“取消激活 RTS”之间没有延时。
1 至 65535 – 在发送消息的一个字符到“取消激活 RTS”之间以毫秒为单位的延时（不适用于 RS-485 端口）。应用 RTS 延时必须与 FLOW_CTRL 选择无关。
RESP_TOInputUINTI、Q、M、D、L 或常量响应超时：
“MB_MASTER”允许等待从站响应的时间（毫秒） 如果从站在此时间内没有响应，则“MB_MASTER”将重复该请求，或者在发送了指定数目的重试后终止请求并返回错误。
5 ms 至 65535 ms（默认值 = 1000 ms）。
MB_DBInputVARIANTD“MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令的背景数据块的引用。 在程序中插入“MB_SLAVE”或“MB_MASTER”之后，数据块标识符会显示在 MB_DB 框连接的下拉列表中。
DONEOutputBOOLI、Q、M、D、L指令的执行已完成且未出错。
ERROROutputBOOL I、Q、M、D、L错误：
0 – 未检测到错误
1 – 表示检测到错误。 在参数 STATUS 中输出错误代码。
STATUSOutputWORDI、Q、M、D、L端口组态错误代码

 

表3-2 MB_MASTER指令的参数

参数声明数据类型存储区说明
REQInputBOOLI、Q、M、D、L请求输入：
0 – 无请求
1 – 请求将数据发送到 Modbus 从站
MB_ADDRInputUINTI、Q、M、D、L 或常量Modbus RTU 站地址：
默认地址范围： 0 至 247
扩展地址范围： 0 至 65535
值“0”已预留，用于将消息广播到所有 Modbus 从站。 只有 Modbus 功能代码 05、06、15 和 16 支持广播。
MODEInputUSINTI、Q、M、D、L 或常量模式选择： 指定请求类型： 读取、写入或诊断：
有关详细信息，请参见 Modbus 功能表。
DATA_ADDRInputUDINTI、Q、M、D、L 或常量从站中的起始地址： 指定 Modbus 从站中将供访问的数据的起始地址。 可在 Modbus 功能表中找到有效地址。
DATA_LENInputUINTI、Q、M、D、L 或常量数据长度： 指定要在该请求中访问的位数或字数。 可在 Modbus 功能表中找到有效长度。
DATA_PTRInputVARIANTM、D指向 CPU 的数据块或位存储器地址，从该位置读取数据或向其写入数据。 对于数据块，必须使用“标准 - 与 S7-300/400 兼容”访问类型进行创建。
DONEOutput
 		BOOLI、Q、M、D、L0: 事务未完成
1: 事务完成，且无任何错误
BUSYOutputBOOLI、Q、M、D、L0: 当前没有“MB_MASTER”事务正在处理中
1: "MB_MASTER" 事务正在处理中
ERROROutputBOOLI、Q、M、D、L0: 无错误
1: 出错，错误代码由参数 STATUS 来指示
STATUSOutputWORDI、Q、M、D、L执行条件代码


3.4
编译，确认无误后，点击。在弹出的“扩展的到设备”中，选择PG/PC接口类型，以及PG/PC接口。选择设备，并点击。


图3-12

在弹出的预览中，查看将要覆盖的内容，选择统一，并点击。


图3-13

3.5 监视
点击转到在线，并点击启动监视，此时即可通过PLC给变频器进行MODBUS通信。


图3-14

4 MODBUS通信控制变频器

4.1 使用MODBUS通信控制变频器启停
如下图所示，打开Tag_1，使能MB_MASTER。使能完成之后，关闭Tag_1。


图4-1

如图4-2，将MODE改为1（即写入数据），DATA_ADDR写入40101（主设定值寄存器号），DATA_PTR写入1000（给定值的写入值）。然后REQ使用一个脉冲沿来发送给定值。此时，变频器的给定值已经改为1000。
然后将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047E（停车），然后REQ使用一个脉冲沿来发送停车命令。再将DATA_ADDR写入40100（控制字寄存器号），DATA_PTR写入047F（启动），然后REQ使用一个脉冲沿来发送启动命令。


图4-2

注意：
MB_COMM_LOAD使能完成之后，一定要将Tag_1关闭，否则MB_MASTER模块将无法使用。
变频器启动位需要一个上升沿，所以先给其停车命令，然后发送启动命令，利用上升沿来启动变频器。

4.2 使用MODBUS通信修改和查看变频器参数
现在，以参数P1120加速时间为例，对参数的修改和查看进行讲解。
首先，进行读参数的演示。将MODE输入改为0（即读参数模式），将DATA_ADDR中写入40322（即加速时间的寄存器号），然后REQ使用脉冲沿来发送一个读请求。此时，可以接收到参数P1120中的数据位1000（即加速时间为10s）。


图4-3

然后进行写参数：将MODE输入改为1（即写参数模式），将DATA_ADDR中写入40322（即加速时间的寄存器号），在DATA_PTR中写入500，然后REQ使用脉冲沿来发送一个写请求。此时，已经将500写入了参数P1120之中，加速时间改为5s。


图4-4

控制单元中的 Modbus 寄存器和对应的参数如下表所示：


表4-1 Modbus 寄存器和对应的参数

问题描述 = MM440调试过程中发现只有参数P003和P004能被修改。其余参数都是只读不可修改。
    答 = 这是由于客户在调试过程中修改了参数P927。（P927用于定义修改参数的接口）
    其定义如下：
    Bit 00 PROFIBUS/CB
    Bit 01 BOP
    Bit 02 BOP链路的USS
    Bit 03 COM链路的USS
    为“1” 表示该位有效。
    例：Bit 01 为“1”表示客户可通过BOP修改参数。

通常情况下，可见该参数设定为全部有效。即 P927 显示如下：

西门子22千瓦变频器MM430