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Siemens S7-1500 CM PtP RS422/485 HF Applikationsbeschreibung
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Siemens S7-1500 CM PtP RS422/485 HF Applikationsbeschreibung

Siemens S7-1500 CM PtP RS422/485 HF Applikationsbeschreibung

Master-slave kommunikation über einen cm ptp mit hilfe des modbus rtu protokolls
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Master-Slave Kommunikation über
einen CM PtP mit Hilfe des
Modbus RTU Protokolls
S7-1500 CM PtP RS422/485 HF, ET 200SP CM PtP
Applikationsbeschreibung März 2013
Applikationen & Tools
Answers for industry.

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Verwandte Anleitungen für Siemens S7-1500 CM PtP RS422/485 HF

Inhaltszusammenfassung für Siemens S7-1500 CM PtP RS422/485 HF

  • Seite 1 Deckblatt Master-Slave Kommunikation über einen CM PtP mit Hilfe des Modbus RTU Protokolls S7-1500 CM PtP RS422/485 HF, ET 200SP CM PtP Applikationsbeschreibung März 2013 Applikationen & Tools Answers for industry.
  • Seite 2 Siemens Industry Online Support Dieser Beitrag stammt aus dem Siemens Industry Online Support. Durch den folgenden Link gelangen Sie direkt zur Downloadseite dieses Dokuments: http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/68202723 Vorsicht: Die in diesem Beitrag beschriebenen Funktionen und Lösungen beschränken sich überwiegend auf die Realisierung der Automatisierungsaufgabe. Bitte beachten Sie darüber hinaus, dass bei Vernetzung Ihrer Anlage mit anderen Anlagenteilen,...

  • Seite 3: Master-Slave Kommunikation Mit Modbus Rtu

    Aufgabe Lösung Beschreibung des Modbus RTU Protokolls Beschreibung des STEP 7 Programms SIMATIC Master-Slave Kommunikation mit Konfiguration und Projektierung Modbus RTU Inbetriebnahme der Applikation Bedienung der Applikation Literaturhinweise Historie Master-Slave Kommunikation mit Modbus RTU 1.0, Beitrags-ID: 68202723...

  • Seite 4: Gewährleistung Und Haftung

    Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Applikationsbeispielen jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr.

  • Seite 5: Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung ................... 4 Aufgabe......................6 Lösung ......................7 Übersicht Gesamtlösung ..............7 Verwendete Hard- und Software-Komponenten ......... 9 Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls ..........11 Funktionsweise Modbus RTU ............11 Projektierung in STEP 7 V12 ............13 Beschreibung des STEP 7 Programms ............

  • Seite 6: Aufgabe

    1 Aufgabe Aufgabe Einleitung Diese Applikation zeigt Ihnen den Umgang mit dem Modbus RTU Protokoll der CM PtPs in der SIMATIC S7-1500 und dem dezentralen Peripheriesystem ET 200SP. Überblick über die Automatisierungsaufgabe Folgendes Bild gibt einen Überblick über die Automatisierungsaufgabe. Abbildung 1-1 S7-1500 Peripherie...

  • Seite 7: Lösung

    2 Lösung 2.1 Übersicht Gesamtlösung Lösung Übersicht Gesamtlösung Ziel der Applikation Diese Applikation zeigt Ihnen die Parametrierung eines CM (Communication Modul) PtP für die Kommunikation mit Modbus RTU. die flexible Programmierung eines Modbus Masters zur Kommunikation mit mehreren Slaves. die Programmierung eines Modbus Slaves zur Kommunikation mit einem Master.
  • Seite 8 2 Lösung 2.1 Übersicht Gesamtlösung Kerninhalte dieser Applikation Folgende Punkte werden in dieser Applikation vermittelt: Grundlagen zum Modbus RTU-Protokoll Projektierung der Hardwareumgebung Parametrierung der seriellen Schnittstellen für das Modbus RTU Protokoll Programmierung des Daten-Lesens im Modbus RTU Master Programmierung der Modbus Slave Funktionalität in einer SIMATIC S7 CPU Im Beispielprojekt liest der CM PtP RS422/485 HF als Modbus Master abwechselnd von den beiden Slaves (CM PtPs der ET 200SP) acht Wörter an Daten.

  • Seite 9: Verwendete Hard- Und Software-Komponenten

    2 Lösung 2.2 Verwendete Hard- und Software-Komponenten Gültigkeit Softwareversionen ab TIA Portal V12 SIMATIC S7-1500 CPUs CM PtP RS422/485 HF, CM PtP der ET 200SP Abgrenzung Diese Applikation enthält keine Einführung in das Thema SCL-Programmierung. Grundlagen zum TIA Portal V12. Grundlegende Kenntnisse über diese Themen werden vorausgesetzt.
  • Seite 10 2 Lösung 2.2 Verwendete Hard- und Software-Komponenten Standard Software-Komponenten Tabelle 2-2 Komponente Anz. /Bestellnummer Hinweis STEP 7 V12 6ES78221AE02-0YA5 (TIA Portal V12) Beispieldateien und Projekte Die folgende Liste enthält alle Dateien und Projekte, die in diesem Beispiel verwendet werden. Tabelle 2-3 Komponente Hinweis 68202723_ S7-1500_ModbusRTU_CODE_V1d0.zip...

  • Seite 11: Beschreibung Des Modbus Rtu-Protokolls

    3 Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls 3.1 Funktionsweise Modbus RTU Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls Funktionsweise Modbus RTU Übersicht Modbus RTU (Remote Terminal Unit) ist ein Standardprotokoll für die serielle Kommunikation zwischen Master und Slave. Andere Protokolle der Modbus-Spezifikation, wie Modbus ASCII werden von den seriellen SIMATIC S7-1500 CMs nicht unterstützt.
  • Seite 12 3 Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls 3.1 Funktionsweise Modbus RTU Funktionscode Funktion Halteregister lesen Eingangswörter lesen Ein Ausgangsbit schreiben Ein Halteregister schreiben Ein oder mehrere Ausgansbits schreiben Ein oder mehrere Halteregister schreiben Statuswort und Ereigniszähler der Slave-Kommunikation lesen Slave Zustand über Daten-Diagnosecode prüfen/ Slave Ereigniszähler über Daten-Diagnosecode zurücksetzen Leistungseckdaten Anzahl Geräte am Bus...

  • Seite 13: Projektierung In Step 7 V12

    3 Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls 3.2 Projektierung in STEP 7 V12 Projektierung in STEP 7 V12 Überblick Das TIA-Portal ermöglicht die Projektierung einer Modbus-RTU Kommunikation. Dieses Kapitel zeigt Ihnen, welche Einstellungen Sie in der Hardware-Konfiguration vornehmen müssen. welche Eigenschaften die Anweisungen zur Modbus-RTU Kommunikation besitzen.
  • Seite 14 3 Beschreibung des Modbus RTU-Protokolls 3.2 Projektierung in STEP 7 V12 Kommunikationsbausteine (Anweisungen) für Modbus RTU Die Einrichtung eines Kommunikationsmoduls für das Modbus-RTU Protokoll sowie dessen Betrieb als Master oder Slave, wird über die folgenden Anweisungen realisiert: Tabelle 3-6 Anweisung Beschreibung Modbus_Comm_Load Konfiguriert ein Kommunikationsmodul für die Kommunikation...

  • Seite 15: Beschreibung Des Step 7 Programms

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.1 Übersicht Beschreibung des STEP 7 Programms Übersicht Funktionen Das S7-Programm realisiert die folgenden Funktionen Parametrieren der Kommunikationsmodule für die Kommunikation mit Modbus- RTU. Kommunikation der S7-CPU als Modbus-Master zum zyklischen Lesen von je acht Wörtern von zwei Modbus-Slaves.
  • Seite 16 4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.1 Übersicht Bausteine und Anweisungen Folgende Bausteine werden im STEP 7-V12 Projekt verwendet: Tabelle 4-1 Element symbolischer Name Beschreibung Main Beinhaltet das Hauptprogramm. Ruft den FB Master_Modbus und den FB Slave_Modbus auf. Liest zyklisch acht Wörter über den Modbus-Master abwechselnd von den Modbus-Slaves.

  • Seite 17: Funktionsweise Des Fb Master_Modbus (Fb775)

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) Element symbolischer Name Beschreibung FB642 Modbus_Slave Kommunikation des Moduls als Modbus-Slave über den mit Modbus_Comm_Load konfigurierten Port. weitere zum Beispiel: Werden von den genannten System- Systembausteinen FB640-FB642 Receive_Config bausteine aufgerufen.
  • Seite 18 4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) Aufruf und Parameter des FB Master_Modbus Die Abbildung 4-3 zeigt die Aufrufschnittstelle des FB Master_Modbus (FB775). Die Parameter werden in Tabelle 4-2 beschrieben. Abbildung 4-3 Der FB Master_Modbus besitzt folgende Ein-und Ausgangsparameter: Tabelle 4-2 Parameter Anmerkung...

  • Seite 19: Zustand „Init

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) 4.2.2 Zustand „INIT“ Übersicht Der Zustand „INIT“ wird durch den Aufruf des FB Master_Modbus im OB1 im ersten Zyklus eingeleitet. Ebenfalls eingeleitet wird der Zustand „INIT“ durch eine positive Flanke am Eingang INIT.
  • Seite 20 4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) Programmcode Die Abbildung 4-4 zeigt den Aufruf der Anweisung Modbus_Comm_Load. Abbildung 4-4 Beschreibung Die folgende Schritttabelle beschreibt den Programmcode: Tabelle 4-5 Vorgang Anmerkung Vorbelegen der öffentlichen Variable Beschreibung Datenbausteinvariablen.

  • Seite 21: Zustand „Datatransfer

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) Ein Kommunikationsmodul soll jeweils nur mit einem Modbus_Comm_Load Hinweis initialisiert werden. Pro Modbus_Comm_Load kann nur ein Modbus_Master oder ein Modbus_Slave aufgerufen werden. 4.2.4 Zustand „datatransfer“ Übersicht Der Baustein befindet sich nach der erfolgreichen Parametrierung des Kommunikationsmoduls im Zustand „datatransfer“.
  • Seite 22 4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) Beschreibung Tabelle 4-6 Vorgang Anmerkung Die Anweisung Modbus_Master wird Wenn Sie die Aufträge an die Modbus- mit den Parametern aus dem aktiven Slaves abändern möchten, dann UDT Data_for_Master aufgerufen. Die nehmen Sie dazu Kapitel 0 zu Hilfe.

  • Seite 23: Der Udt Data_For_Master

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.2 Funktionsweise des FB Master_Modbus (FB775) 4.2.5 Der UDT Data_for_Master Übersicht Der UDT (User Defined Datatype) Data_for_Master enthält die für den FB Master_Modbus relevanten Informationen zur Kommunikation mit einem Modbus Slave. Aufbau Abbildung 4-6 Verwendung Das Beispielprojekt enthält im DB Comm_Data ein Array aus zwei UDTs Data_for_Master.

  • Seite 24: Funktionsweise Des Fb Slave_Modbus (Fb776)

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.3 Funktionsweise des FB Slave_Modbus (FB776) Funktionsweise des FB Slave_Modbus (FB776) 4.3.1 Parameter Überblick Der FB Slave_Modbus initialisiert ein CM (Communication Modul) richtet die Kommunikation des CMs als Modbus-Slave ein. Parameter des FB Slave_Modbus Die Abbildung 4-7zeigt die Aufrufschnittstelle des FB Slave_Modbus.

  • Seite 25: Bausteindetails

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.3 Funktionsweise des FB Slave_Modbus (FB776) Ausgangsparameter: STATUS Der Ausgangsparameter STATUS setzt sich aus zwei Wörtern zusammen: Tabelle 4-8 Status Beschreibung High Word Zeigt an, wo im FB Slave_Modbus der Fehler aufgetreten ist: 16#0001: Im Aufruf Modbus_Comm_Load des Slaves 16#0002: Im Aufruf Modbus_Slave des Slaves Low Word Nimmt den Wert des Status der Anweisung an, an der der Fehler...
  • Seite 26 4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.3 Funktionsweise des FB Slave_Modbus (FB776) Beschreibung Durch den zyklischen Aufruf des FB Slave_Modbus wird der folgende Ablauf realisiert. Abbildung 4-9 Initialisierung Stationsadresse=0 | Gültige Parameter PORT=0 Konfiguration Slave Kommunikations Sperren modul Konfiguration abgeschlossen Aufruf INIT=TRUE Modbus_Slave...

  • Seite 27: Der Udt Data_Slave

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.3 Funktionsweise des FB Slave_Modbus (FB776) Ein Kommunikationsmodul soll jeweils nur mit einem Modbus_Comm_Load Hinweis initialisiert werden. Pro Modbus_Comm_Load kann nur ein Modbus_Master oder ein Modbus_Slave aufgerufen werden. 4.3.3 Der UDT Data_Slave Übersicht Der UDT Data_Slave enthält die für den FB Slave_Modbus zur Einrichtung der Kommunikation mit einem Modbus-Master relevanten Informationen.

  • Seite 28: 4.4 Der Db Comm_Data

    4 Beschreibung des STEP 7 Programms 4.4 Der DB Comm_Data Der DB Comm_Data Übersicht Im DB Comm_Data sind für die FBs Master_Modbus und Slave_Modbus Daten abgelegt, die diese zur Modbus RTU-Kommunikation benötigen. Aufbau Abbildung 4-11 Verwendung Tabelle 4-10 Name Datentyp Verwendung Anmerkung Param...

  • Seite 29: Konfiguration Und Projektierung

    5 Konfiguration und Projektierung 5.1 Ändern der Kommunikationseinstellungen Konfiguration und Projektierung Überblick Wenn Sie Änderungen am STEP 7-V12 Projekt vornehmen wollen, dann bietet Ihnen dieses Kapitel Unterstützung. Die folgenden Anpassungsmöglichkeiten sind dokumentiert: Ändern von Kommunikationseinstellungen, wie zum Beispiel der Baudrate am Mobus-Master und an den beiden Modbus-Slaves Ändern der bestehenden Kommunikationsaufträge Hinzufügen weiterer Slaves in das Programm.

  • Seite 30: Ändern Der Bestehenden Kommunikationsaufträge

    5 Konfiguration und Projektierung 5.2 Ändern der bestehenden Kommunikationsaufträge Ändern der bestehenden Kommunikationsaufträge Überblick Das Beispielprojekt enthält zwei Kommunikationsaufträge, auf Grund derer der Modbus Master abwechselnd von den beiden Modbus Slaves jeweils 8 Worte an Daten liest. Das Kapitel beschreibt, wie sie die Parameter für die Kommunikationsaufträge ändern.
  • Seite 31 5 Konfiguration und Projektierung 5.3 Hinzufügen eines weiteren Slaves beziehungsweise Kommunikationsauftrags Anhand des Eingangs No_Slaves wird dem FB Master_Modbus übermittelt, mit wie vielen Slaves er kommunizieren soll. Für die Kommunikation mit jedem Slave muss im DB Comm_Data ein UDT im Array Master_comm angelegt sein. Anhand des Eingangs Slave_Number wird dem FB Slave_Modbus mitgeteilt, auf welches Element des Arrays „Slave“...
  • Seite 32 5 Konfiguration und Projektierung 5.3 Hinzufügen eines weiteren Slaves beziehungsweise Kommunikationsauftrags Vorgehen Slave Tabelle 5-4 Vorgehen Anmerkung Fügen Sie im DB Comm_Data an das Array Slave ein weiteres Element an. Fügen Sie im OB100 weitere Programmzeilen Den Parameter PORT entnehmen Sie aus der hinzu, in denen Sie die Parameter MB_ADDR Hardware-Konfiguration Ihres Slaves.

  • Seite 33: Anpassen Der Empfangspuffer

    5 Konfiguration und Projektierung 5.4 Anpassen der Empfangspuffer Anpassen der Empfangspuffer Überblick Die Beispielapplikation liest mit einer Anforderung acht Wörter von einem Slave. Wenn Sie größere Datenmengen lesen oder schreiben möchten, dann müssen Sie zum einen Änderungen, wie in Kapitel 5.2 beschrieben, vornehmen und zum anderen die verwendeten Puffer vergrößern Vorgehen Tabelle 5-6...

  • Seite 34: Inbetriebnahme Der Applikation

    6 Inbetriebnahme der Applikation 6.1 Aufbau der Hardware Inbetriebnahme der Applikation Aufbau der Hardware Übersicht Nachfolgendes Bild zeigt den Hardwareaufbau des Beispiels. Abbildung 6-1 Engineering-Station STEP7 V12 S7-1500 CM PtP ET 200SP CM PtPs Verschaltung siehe Tabelle 6.2 230V RS485 PN/IE Die folgenden Tabellen beschreiben das Vorgehen für den Hardwareaufbau des Projektes.
  • Seite 35 6 Inbetriebnahme der Applikation 6.1 Aufbau der Hardware Vorgehen Anmerkung Schließen Sie die CPU per Ethernet an Ihre Engineering-Station mit TIA-Portal V12 an. Stellen Sie die IP-Adresse des Ports der S7- Die Engineering Station sollte sich zum Laden 1500 über das Display auf die im Beispiel in die Steuerung im selben Subnetz befinden.

  • Seite 36: Konfiguration Der Hardware

    6 Inbetriebnahme der Applikation 6.2 Konfiguration der Hardware Konfiguration der Hardware Konfiguration der ET 200SP Tabelle 6-3 Vorgehen Anmerkung Öffnen Sie das TIA Portal V12 in der Projektsicht. Suchen Sie nach „Erreichbaren Teilnehmern“. Navigieren Sie dazu in „Projektnavigation> Online-Zugänge> [Ihr_Ethernet_Adapter]> Erreichbare Teilnehmer aktualisieren“...

  • Seite 37: Öffnen Und Laden Des Step 7-Projekts

    6 Inbetriebnahme der Applikation 6.3 Öffnen und Laden des STEP 7-Projekts Öffnen und Laden des STEP 7-Projekts Die folgende Tabelle zeigt Ihnen, wie Sie das STEP 7-Projekt öffnen und in Ihre S7-Station laden. Tabelle 6-4 Vorgehen Anmerkung Entzippen Sie die Datei „68202723_S7- 1500_ModbusRTU_CODE_V1d0_d.zip“...
  • Seite 38 6 Inbetriebnahme der Applikation 6.3 Öffnen und Laden des STEP 7-Projekts Laden des Projekts in die CPU Die folgende Tabelle zeigt Ihnen, wie Sie das STEP 7-Projekt in die CPU laden. Tabelle 6-5 Vorgehen Anmerkung Master-Slave Kommunikation mit Modbus RTU 1.0, Beitrags-ID: 68202723...

  • Seite 39: Bedienung Der Applikation

    7 Bedienung der Applikation 7.1 Beobachten Bedienung der Applikation Beobachten Übersicht Wenn Sie die das Beispielprojekt in Betrieb genommen haben, dann arbeitet Ihre CPU das Anwenderprogramm zyklisch ab. Dabei werden Daten mit einer Länge von 8 Worten von den Slaves aus den Arrays „Comm_Data“.Slave[1].slave_data und „Comm_Data“.Slave[2].slave_data gelesen.

  • Seite 40: Datenlesen Aus Dem Modbus Slave Zum Modbus Master

    7 Bedienung der Applikation 7.2 Datenlesen aus dem Modbus Slave zum Modbus Master Variable Anmerkung […].buffer[0] Array Master_Comm, Slave2: Gelesene Daten des Slaves werden hier abgelegt. […].INIT Wenn INIT=TRUE, dann werden die FBs Slave_Modbus und Master_Modbus initialisiert. Der Baustein setzt nach Ende der Initialisiation die Variable zurück.

  • Seite 41: Literaturhinweise

    Literaturhinweise Internet-Link-Angaben Diese Liste ist keinesfalls vollständig und spiegelt nur eine Auswahl an geeigneten Informationen wieder. Tabelle 8-1 Themengebiet Titel Referenz auf den http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/68202723 Beitrag Siemens Industry http://support.automation.siemens.com Online Support CM PtP- http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/59057093 Konfigurationen für Punkt zu Punkt Kopplungen S7-1500 http://support.automation.siemens.com/WW/view/de/59061372...

Diese Anleitung auch für:

Et 200sp cm ptp

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