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长沙?励自动化设备有限公司（西门子系统集成商）长期销售西门子S7-200/300/400/1200PLC、数控系统、变频器、人机界面、触摸屏、伺服、电机、西门子电缆等，并可提供西门子维修服务，欢迎来电垂询 

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QQ      ： 809118149

地址：长沙市岳麓区雷锋大道468号金科**城16-1603室

1     概述

SINAMICS V90固件版本1.05以上开始，伺服驱动器提供了Modbus RTU 通信功能。PLC可以通过Modbus 的FC3及FC6功能代码读取或写入伺服驱动的寄存器，S7-200 Smart可通过标准的Modbus功能块完成发送伺服驱动器的控制指令及读写驱动的参数。本文详细描述了S-200 SMART PLC 通过Modbus RTU通信连接SINAMICS V90实现内部位置的MDI功能。

2     必备条件

2.1    使用的硬件

使用的硬件如表2-1所示。

        表2-1使用的硬件

2.2    使用的软件

使用的软件如表2-2所示。

        表2-2使用的软件

2.3    通信连接

SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 电缆与 PLC 连接，使用标准 Modbus 通信协议进行通讯。通过Modbus PLC给V90发送伺服使能和停止命令并且可以读取伺服驱动器的状态及故障代码。

SINAMICS V90 伺服驱动通过 RS485 接口（X12）使用 MODBUS 协议与 PLC RS485（端口 0） 进行通讯，接线如图2-1所示。

图2-1  S7-200 SMART CPU 与V90通讯线连接

3     通过Modbus通信实现V90内部位置控制的MDI功能

3.1      V90 Modbus 寄存器说明

V90内部控制的控制数据寄存器如表3-1所示。

表3-1 V90的内部位置控制数据寄存器

IPOS控制模式寄存器 40100控制字的定义如表3-2所示。

表3-2 寄存器 40100控制字的定义

3.2      V90参数设置

按照表3-3设置伺服驱动器的相关参数

表3-3伺服驱动器的相关参数

3.3      PLC的编程

PLC的编程如表3-4所示。

序号
1	初始化Modbus通信接口，需确保 PLC 的波特率与驱动设置一致，设置 PLC 校验方式为偶校验（parity = 2）。
2	通过寄存器 40100 写入需要的控制字。必须设置寄存器 40100 的位 10 为 1 以允许 PLC 控制驱动。使能驱动器，先将16进制数 40E 写入寄存器 40100 中，然后再写入 40F）。
3	如果需要对带增量编码器驱动执行回参考点操作，保持驱动为伺服使能状态，可通过写控制字 40100 第13位，执行回参考点操作。
4	通过MBUS_MSG功能块，将位置设定值和速度设定值写入寄存器40932、40933、40934、40935、40102 和40103 中。
5	MDI相对定位的40100控制寄存器操作： (1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=0选择相对定位模式(40F) (2) 控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(40F) (3) 将表3-1中的寄存器，写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000, 40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值) 后，通过PLC发送控制字的位4上升沿来接收设定值，驱动进行MDI运行(41F)
	MDI**定位的40100控制寄存器操作： (1) 在IPos 控制模式中，控制字的位6=1来选择**定位模式(44F) (2) MDI设定值的生效有两种： MDI设定值立即生效：控制字的位5=1，设置接收的MDI设定值立即生效(46F)； 上升沿来接收MDI 设定值：控制字的位5=0，设置使用上升沿来接收MDI 设定值(44F) (3) 将表3-1中的寄存器写入需要的值 (如40934及40935写入十六进制的4000,40932/40933写入MDI速度值，40102/40103写入MDI的位置值)后，如果是MDI设定值立即生效，则驱动进行MDI运行。如果是通过上升沿接收MDI设定值，则通过PLC发送控制字的位4的上升沿来接收设定值(45F)，驱动进行MDI运行

表3-4 PLC的编程

与RS485接口的西门子触摸屏的通信

SMART面板概述

SMART面板分为**代产品SMART LINE和第二代产品SMART LINE IE，**代产品无以太网口，包括Smart 700和Smart 1000；第二代产品集成了以太网口，包括Smart 700 IE和Smart 1000 IE，目前在售的为第二代SMART LINE IE系列，**代产品已经停产。 

SmartLine IE与**代SmartLine相比较主要有以下优点：

• 64K真彩显示，比较**代的256色提升了多倍。
• 增加了工业以太网接口（支持自交叉功能）。通过该以太网口可以连接S7-200 SMART和LOGO! 0BA7设备，并且可同时连接多台控制器（**多3台）。
• 扩展了串口通信的功能。

连接数目

S7-200 SMART CPU既可以通过本体集成的RS485端口或信号板连接支持PPI协议的西门子HMI设备，还可以通过本体集成的以太网口来连接支持S7协议的西门子HMI设备。

当CPU的三个物理接口同时连接西门子HMI设备时（包含信号板），**多的连接资源数是16个。

表1. CPU的连接能力

创建项目

用户需要使用WinCC Flexible 2008 SP2 China或以上版本来组态**代产品SmartLine，如果是第二代产品SmartLine IE的话，只能使用WinCC Flexible 2008 SP4 China进行组态。

用户既可以在WinCC Flexible中直接创建项目，也可以使用向导创建。下文主要介绍如何直接创建项目。

双击PC桌面的SIMATIC WinCC flexible图标可以启动WinCC flexible，在启动画面中选择“创建一个空项目”，如图1 所示。鼠标左键单击“创建一个空项目”后，打开如图2所示的“设备选择”界面。在该界面选择所使用的设备，在此以Smart 1000 IE为例。

图1. 直接创建项目

图2. 设备选择

配置通信连接

用户通过以下步骤可配置Smart 1000 IE与S7-200 SMART CPU的PPI通信。

**步：在WinCC flexible的主工作窗口中，展开左侧树形项目结构，选择“项目”>“通讯”>“连接”，双击“连接”图标以打开“连接设置”的属性窗口。如图3所示。

图3. 打开连接窗口

第二步：在“连接”窗口中双击名称下方的空白表格，或者右击鼠标选择快捷菜单中的“添加连接”可以添加与CPU的连接。如图4所示。

图4. 添加连接

第三步：添加连接后，根据项目需求用户可以修改默认的连接名称“连接_x”，并选择“通讯驱动程序”和是否在线。由于连接的设备是S7-200 SMART CPU，所以在“通讯驱动程序”下方的下拉菜单处选择“SIAMTIC S7 200 SMART”作为通讯驱动程序，同时激活在线连接。如图5所示。

图5. 配置连接

第四步：设置连接参数。首先选择Smart 1000 IE的接口为“IF1 B”，即触摸屏的RS422/485物理接口。选中该接口后，该接口的参数设置窗口将在其下方自动显示。设置触摸屏的通信波特率为187500，站地址为1。

接着在“网络”窗口选择“PPI”为通信双方的通信协议。

**后在“PLC设备”窗口设置CPU的站地址，此处设置CPU的站地址为2，如图5所示。

图6. 连接参数设置

注意：CPU的地址必须不同于HMI设备的地址，二者不能重复。

第五步：设置S7-200 SMART CPU的波特率和站地址。在STEP 7 Micro/WIN SMART软件的项目树中选择“系统块”，然后按“回车”键，即可打开如图7所示的“系统块”窗口。为CPU的RS485端口设置的站地址和波特率必须与图6的配置保持一致，CPU的站地址为2，通信波特率为187.5 kbps。

图7. S7-200 SMART通信口设置

至此已经配置完成了Smart 1000 IE与S7-200 SMART CPU的PPI通信。

启动操作画面

给Smart 1000 IE设备上电时屏幕会短暂出现启动画面，如图8所示。图中的三个按钮代表的含义如下。

• Transfer：HMI设备设置为“传送”模式。
• Start：启动装载在HMI设备上的项目。
• Control Panel：点击该按钮后进入HMI设备的控制面板，用户在控制面板可以选择传输模式，添加密码等。

图8. 启动画面

下载项目文件

要将配置好的项目下载到Smart 1000 IE设备上，首先要保证HMI设备的通信口处于激活状态，可通过HMI设备的“Control Panel”>“Transfer”进行设置，如图9所示。如果选择串口方式下载项目，首先需要勾选“Serial”右侧的“Enable Channel”。

图9. 通信口使能

其次，要使用Siemens原装的PPI编程电缆下载项目，RS-232/PPI电缆（订货号6ES7 901-3CB30-0xA0）和USB/PPI电缆（订货号6ES7 901-3DB30-0xA0）都可以。当使用的电缆是USB/PPI时，要求其E-STAND版本是05或更高版本。

接着在WinCC flexible 软件的菜单栏选择“项目”>“传送”>“传输”，如图10 所示。单击“传输”即可打开“选择设备进行传送”窗口，如图11所示。在“选择设备进行传送”窗口，用户可以选择传输模式为“串行”或“串口（通过USB-PPI电缆）”，在此选择后者进行传输。

图10. 打开传输设置

图11. 传输设置

给Smart 1000 IE设备断电再上电后，HMI设备将会出现启动画面，单击Transfer按钮，使HMI设备处于“传送”模式。

接着在WinCC flexible软件中选择“项目”>“传送”>“传输”，单击图11中的“传送”按钮，待HMI设备中的传送状态显示为“传输完成”时，至此已成功通过串口模式将项目传送到HMI设备。

与以太网接口的西门子触摸屏的通信

配置通信连接

用户通过以下步骤可创建以太网接口的西门子触摸屏与S7-200 SMART CPU的以太网通信，在此以设备Smart 1000 IE为例。 

在WinCC flexible的主工作窗口中添加与CPU的连接与上文中RS485接口的西门子触摸屏类似，在此不再赘述。下面主要介绍连接参数设置及下载项目等。 

设置连接参数，首先选择Smart 1000 IE的接口为“以太网”，即触摸屏的以太网接口。选中该接口后，该接口的参数设置窗口将在其下方自动显示。设置触摸屏的IP地址为192.168.2.5，该IP地址必须与Smart 1000 IE设备的IP地址相同。 在“PLC设备”窗口设置CPU的IP地址，此处设置CPU的 IP地址为192.168.2.1，如图1所示。 

注意：为Smart 1000 IE设置的IP地址必须不同于CPU的IP地址，二者不能重复。

图1. 设置通信参数

连接参数设置完成之后还需设置Smart 1000 IE设备的IP地址。在触摸屏的“Transfer Settings”界面单击左下角的“Advanced”按钮，在“Ethernet Settings”对话框中输入Smart 1000 IE的IP地址192.168.2.5及子网掩码。输入完成后单击对话框右上角的“OK”按钮保存设置，如图2所示。

图2. Smart 1000 IE的IP地址

下载项目文件

要将配置好的项目下载到Smart 1000 IE设备上，需要保证HMI设备的通信口处于激活状态，可通过HMI设备的“Control Panel”>“Transfer”进行设置。选择以太网方式下载项目时，需要勾选“Ethernet”右侧的“Enable Channel”，如图3所示。

图3. 通信口使能

在WinCC flexible 软件的菜单栏选择“项目”>“传送”>“传输”，单击“传输”即可打开“选择设备进行传送”窗口，如图4所示。在“选择设备进行传送”窗口，选择传输模式为“以太网”，“计算机名或IP地址”处输入HMI设备的IP地址，参考上文在此设置IP地址为192.168.2.5。

图4. 传输设置

IP地址设置完成后，点击图4中的“传送”按钮，待传送状态显示为“传输完成”时，至此已成功通过以太网模式将项目传送到HMI设备。