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生产地：品牌：西门子
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更新时间：2018-09-14
湖南嘉普云自动化设备有限公司致力于工业自动化控制领域的产品开发、工程配套和系统集成，拥有丰富的自动化产品的应用和实践经验以及雄厚的技术力量，尤其以 PLC复杂控制系统、传动技术应用、伺服控制系统、数控备品备件、人机界面及网络软件应用为公司的技术特长，为广大用户提供了SIEMENS的 技术及自动控制的解决方案。湖南嘉普云自动化设备有限公司在经营活动中精益求精，具备如下业务优势：
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湖南嘉普云自动化设备有限公司
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SIEMENS 湖南嘉普云自动化设备有限公司
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西门子今日与宁波康赛妮集团就其智能工厂合作项目举行启动仪式，携手打造中国毛纺行业的第一家智能工厂。在该项目中西门子将在信息化规划、自动化规划、工厂规划仿真和精益管理等方面为康赛妮全新智能工厂提供全面的规划咨询以及落地实施方案与支持。
目前，康赛妮正在规划建设综合体智能化羊绒纱线生产工业示范区，计划建设十条年总产1000吨精品羊绒纱线智能化无人生产示范线，打造羊绒纱线智能设计及绿色服饰产品研发检测中心。西门子数字化企业专家团队为康赛妮智能工厂的建设提供了深入、全面的咨询规划。未来，在康赛妮智能工厂的建设仿真过程中将应用西门子产品生命周期管理（PLM）软件组合中的数字化生命周期管理系统Teamcenter以及设计、仿真和制造解决方案NX。西门子全集成自动化解决方案和工业通讯解决方案将全面应用到新的智能工厂中，而西门子制造执行系统MES将为整个生产过程的优化管理提供支持。
与康赛妮的合作是西门子携数字化企业解决方案帮助中国企业实现数字化转型的又一典范， 西门子（中国）有限公司工业客户服务部华东区业务拓展总监董丙武表示。 我们希望能够将西门子在产品研发与制造过程中以及在工厂管理的完整价值链上提供的 数字化双胞胎 解决方案与技术带给更多的本土企业，为企业乃至整个社会的发展创造价值。
制造2025 与 工业4.0 行业性标准的智能工厂，我们希望借助西门子在电气化、自动化和数字化领域的先进经验，引领中国毛纺行业的数字化发展，终为客户提供更好的产品和服务。
康赛妮集团年产羊绒纱线智能工厂项目（时尚创意产业园项目）总投资5000万美元，建筑面积约4.2万平方米，计划全新引进10条全自动化流水生产线。项目在康赛妮现有高档毛纺纱线生产的基础上，建设智能化生产线，并借助互联网开发远程智能设计，为进一步开发下游厂商乃至消费者参与的全流程个性化定制奠定基础。
3. 硬件列表和接线
3.1 硬件列表
S7-300从站CPU315-2DP6ES7 315-2AG10-0AB0CP341 RS422/4856ES7 341-1CH01-0AE0Dongle6ES7 870-1AB01-0YA0PC 适配器（USB）6ES7 972-0CB20-0xA0S7-200主站CPU 224XP6ES7 214-2BD23-0xB0表1 硬件设备
3.2 硬件接线
3.2.1 接口定义
S7-200的通讯口为RS485物理口（9针口），CP341是RS422/485的接口类型（15针口），两种设备的接口引脚的示意图如下所示，更详细的信息可以参考CP341及S7-200通信接口的手册。
图1 S7-200 CPU通信口引脚定义
图2 S7-300 CP341 RS422/485 通讯口引脚定义
3.2.2 接线示意图
西门子变频器维修中心
图3 硬件结构和接线示意图
4. 组态设置和编程
4.1 S7-200做Modbus主站的设置
S7-200 CPU上的通信口在电气上是标准的RS-485半双工串行通信口，此串行字符通信的格式：1个起始位；7/8位数据位；1位奇/偶/无校验；1停止位。通信波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500，符合这些格式的串行通讯设备可以和S7-200进行自由口通讯，Modbus RTU指令库就是使用自由口编程实现的。
4.1.1 Modbus RTU主站库
使用Modbus 主站指令库时需要注意的几点：
需要S7-200的编程软件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本；Modbus RTU 主站库对CPU的版本有要求，CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01（即订货号为 6ES721*－***23-0BA*）；Modbus主站可读/写的大数据量为120个字（指每一个 MBUS_MSG 指令）；Modbus 主站库支持Port0和Port1（从站库只支持Port0口），本例中用Port0；使用Modbus 库时必须对库存储区进行分配，见下图设置，而且分配的空间不能和程序中其它空间冲突，否则编译调用会报错。
图4 库存储区设置
Modbus 地址读 / 写Modbus 从站须支持的功能00001~09999读功能1：读输出点 数字量输出写功能5：写单个输出点 功能15：写多个输出点10001~19999读功能2：读输入点 数字量输入30001~39999读功能4：读输入寄存器 输入寄存器40001~49999读功能3：读保持寄存器 保持寄存器写功能6：写单个寄存器 功能16：写多个寄存器
表2需要从站支持的功能
4.1.2 S7-200 Modbus主站编程
编程时，使用SM0.0调用MBUS_CTRL完成主站的参数初始化，详细见下表，参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。
图5 Modbus RTU 主站初始化
图中各参数含义如下
编号符号/含义说 明aEN / 使能必须保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0）。bMode / 模式为1时使能为Modbus协议；为0时恢复为PPI协议。cBaud / 波特率支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。dParity / 校验校验方式选择：0＝无校验；1＝奇校验，2＝偶校验。eTimeout / 超时主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000毫秒，允许设置的范围为1-32767。这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。fDone / 完成位初始化完成，此位会自动置1。gError / 错误位初始化错误代码。表3
调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求。
图6 调用Modbus RTU 主站读写子程序
图中各参数含义如下
编号符号/含义说 明aEN / 使能同一时刻只能有一个读写功能使能。bFirst / 读写请求位 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。cSlave / 从站地址可选择的范围1 247。dRW / 读写操作位0＝读， 1＝写。eAddr / 读写从站的数据地址选择读写的数据类型：00001 至 0xxxx - 开关量输出10001 至 1xxxx - 开关量输入30001 至 3xxxx - 模拟量输入40001 至 4xxxx - 保持寄存器。fCount / 数据的个数通讯的数据个数（位或字的个数）。gDaptPtr / 数据指针如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。hDone / 完成位读写功能完成位。iError / 错误代码只有在Done位为1时，错误代码才有效。表4
从上图中可见，S7-200作为Modbus RTU主站，波特率9.6Kb/s，偶校验，连接从站的站地址是3，数据存储区为VB2000开始的区域。
4.2 CP341 做Modbus 从站的硬件组态
4.2.1 硬件组态
图7 S7-300侧硬件组态
4.2.2 设置Modbus参数
图8 消息桢字符结构
按照上述操作设置参数，从上图可以看出，本例中的传输波特率9.6Kb/s，1位起始位，8位数据位，偶校验位，1位停止位，从站站地址是3，主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。
图9 RS422/485 接口组态
RS422/485接口只能一个有效，接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。
图10 Dongle时，需要CPU停机
图11 从站驱动后结果
4.2.4 CP341做Modbus从站的编程
从Step7 软件下的EXAMPLE目录中，找到项目名 zXX21_05_PtP_Com_MODSL 的项目，打开，然后将Modbus通讯模块FB80传递到用户项目中，打开路径如下所示。
图12 Modbus Slave 例程打开路径
OB1中调用FB80编程如下：
图13 FB80程序块调用
CP卡初始化正常后，CP_START，CP_START_FM和CP_START_OK为1信号，否则CP_START_ERROR为1，同时可以从ERROR_NR察看错误信息，也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息，错误信息对照和处理方式可以参考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 协议RTU格式S7的可装载驱动程序为从站》的手册。
FB80的各参数含义如下
LADDR硬件组态中CP341的起始逻辑地址，本例中为256START_TIMER初始化超时定时器，本例中为T120START_TIME初始化定时器时间，本例中为5SOB_MASKI/O访问错误屏蔽位，本例中为True（I/O访问错误已屏蔽）CP_STARTFB初始化使能位，本例中为M0.0CP_START_FMCP_START 初始化的上升沿位，本例中为M0.1CP_NDR从CP卡写操作位，本例中为m0.2CP_START_OK初始化完成且无错误，本例中为M0.3CP_START_ERROR初始化完成，但有错误，本例中为M0.4ERROR_NR错误号，本例中为MW2ERROR_INFO错误信息，本例中为MW4表5
5. 通讯测试
Modbus RTU格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的，在传输的过程中主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站，从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的，以下对现场常用的功能码进行分类测试，关于功能码的详细信息请参考手册。
5.1 FC01/05/15功能码
CP341从站的通讯区域配置
图14 FC01/05/15 参数组态界面
FC01、FC05、FC15对应的数据区为位输出，数据的传递以位为单位，可以读写操作，用户地址区为0xxxx，Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图，左边为信息传递地址（地址区不能冲突），右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为00001 ~ 00008，对应S7-300的M10.0 ~ M10.7，并且以此为例说明FC01功能码的通讯。
S7-200主站程序调用
图15 功能码FC01使用
S7-200主站，用功能码FC01读取从站8点数字量输出，接收的数据存放在VB2000开始的区域，测试截图结果如下。
西门子变频器维修中心
