1 引言
工業(yè)控制已從單機控制走向集中監(jiān)控、集散控制，如今已進入網(wǎng)絡(luò)集約制造時代。工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。Modbus就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊約規(guī)。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為主流的工業(yè)標準之一。對符合Modbus協(xié)議的不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進行集中監(jiān)控。
2、 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中的應(yīng)用原理
2.1 、Modbus RTU協(xié)議與S7-200相互關(guān)系簡介
西門子專門為 Modbus RTU 通信開發(fā)了指令庫，極大地簡化了Modbus RTU 通信的開發(fā)，以便于快速實現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用。通過 Modbus RTU指令庫，使得 S7-200 可作為 Modbus RTU 中的主從站設(shè)備集成到 Modbus 網(wǎng)絡(luò)中，以實現(xiàn)Modbus設(shè)備間的通信。下圖為Micro/WIN的Modbus RTU指令庫。
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圖1 指令樹中的庫指令
2.2、Modbus RTU主站協(xié)議指令
西門子 Modbus 主站協(xié)議庫包括兩條指令：MBUS_CTRL 指令和MBUS_MSG 指令。
MBUS_CTRL 指令用于初始化主站通信，MBUS_MSG 指令用于啟動對Modbus從站的請求并處理應(yīng)答。
MBUS_MSG 指令用于啟動對Modbus從站的請求并處理應(yīng)答。
3、HD700系列變頻器Modbus RTU通信介紹
(1)通訊接口
HD700 變頻器集成標準RS485 串行通訊接口：標準8 針RJ45 端口；485 協(xié)議通訊端子A（RS485+）、B（RS485?）。二者可以并用。可以組成單主機/單從機或單主機/多從機的控制系統(tǒng)，變頻器只能作為從機。
(2)通訊方式
HD700 變頻器通訊協(xié)議為Modbus 協(xié)議，RTU 報文傳輸方式，支持常用的寄存器讀寫。其幀格式如圖
圖2 Modbus RTU 協(xié)議格式
Modbus RTU 采用“big-endian”編碼表示地址和數(shù)據(jù)項（屬于“l(fā)ittle-endian”的CRC 除外），先發(fā)送高字節(jié)，然后是低字節(jié)。
(3) 命令碼Modbus RTU 協(xié)議支持下表的操作。
表1 命令碼
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命令碼（16 進制表示）
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含義
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03H
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讀取多個寄存器的內(nèi)容
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06H
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修改單個寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存
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10H
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修改多個寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存
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17H
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讀取和修改多個寄存器的內(nèi)容，變頻器掉電后，修改的值不保存
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(3)參數(shù)功能碼與HD700 內(nèi)部Modbus 寄存器的映射關(guān)系
HD700變頻器的參數(shù)功能碼被映射為Modbus 的讀寫寄存器。映射的規(guī)則是：
參數(shù)功能碼×100＝M×256+N+1 十進制表示，其中0≤N≤255
高字節(jié)低字節(jié) 寄存器地址
例如：
求參數(shù)P02.07 的Modbus 寄存器地址
2.07×100=0×256+206+1，那么M=0，N=206，轉(zhuǎn)換為十六進制為高字節(jié)00H，
低字節(jié)CEH，即寄存器地址為00CEH。詳細信息請參閱HD700用戶手冊。
(4)HD700 變頻器的通訊參數(shù)
HD700變頻器與主機進行通訊時，需要設(shè)定相關(guān)的通訊參數(shù)，見下表2。
表2 HD700變頻器與通訊相關(guān)的參數(shù)
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參數(shù)ID
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參數(shù)名稱
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參數(shù)設(shè)定范圍
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默認值
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更改方式
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Modbus地址
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P00.03
（P10.07）
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控制方式
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0：鍵盤控制
1：端子控制
2：通訊控制
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0
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Stop Only
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0002H（03EEH）
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P00.04
（P01.01）
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給定通道
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0：鍵盤調(diào)節(jié)
1：UP、DOWN端子調(diào)節(jié)
2：多段速給定
3：AI1模擬
4：AI2模擬
5：串行口通訊給定
6：DI7端子脈沖給定
7：總線給定
8：自定義給定
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0
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Run&Stop
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0003H（0064H）
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P03.27
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通訊控制字
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0～65535
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0
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Run&Stop
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0146H
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P03.28
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通訊控制字使能
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0～1
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0
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Run&Stop
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0147H
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P10.02
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本機地址
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0～247
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1
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Run&Stop
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03E9H
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P10.03
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通訊波特率
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0：2.4KBPS
1：4.8KBPS
2：9.6KBPS
3：19.2KBPS
4：38.4KBPS
5：57.6KBPS
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3
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Run&Stop
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03EAH
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P10.04
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通訊配置
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0：1-8-1，RTU，無校驗
1：1-8-2，RTU，無校驗
2：1-8-1，RTU，奇校驗
3：1-8-1，RTU，偶校驗
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1
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Run&Stop
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03EBH
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P10.05
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本機應(yīng)答延時
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0ms～250ms
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2
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Run&Stop
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03ECH
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P10.14
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變頻器狀態(tài)字
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0～65535
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實際檢測值
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Actual
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03F5H
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上表中，設(shè)定：
P00.03（P10.07）＝2 通訊控制變頻器。
P00.04（P01.01）＝5 給定通道選擇串口通訊，此時上位機通過改變參數(shù)P04.01的值調(diào)節(jié)給定頻率。
P03.28＝1 使能通訊控制字
P10.03＝3通訊波特率19.2KBPS
P10.04＝0 通訊配置1-8-1，RTU，無校驗
P03.27 通訊控制字。
該參數(shù)的每一位的含義見下表。
表3 通訊控制字P03.27的含義
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位
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位功能
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0
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變頻器禁止
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1
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運行
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2
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三線模式使能
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3
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正轉(zhuǎn)運行
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4
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反轉(zhuǎn)運行
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5
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正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)
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6
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正轉(zhuǎn)點動
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7
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反轉(zhuǎn)點動
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8
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故障復(fù)位
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9
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保存參數(shù)
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10
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故障記錄清零
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11
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使能串口更改功能選擇參數(shù)
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12
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保留
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13
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保留
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14
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保留
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15
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保留
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查閱HD700用戶手冊，控制字的命令地址為H0146。由控制字定義，控制變頻器正轉(zhuǎn)寫入H0008,反轉(zhuǎn)H0010,停止H0000。寫入頻率時，對應(yīng)的寄存器地址H0190（參數(shù)P04.01）,頻率的標定為1：100。
4、 HD700變頻器與S7-200 PLC通信接線
圖3HD700變頻器與S7-200 PLC接線圖
5、 HD700變頻器與S7-200 Modbus RTU通信程序設(shè)計
功能： HD700七喜變頻器與西門子S7-200通訊例程（讀與寫）；
適用：西門子S7-200P LC，在CPU 224XP上驗證通過；
功能詳解：本程序是HD700變頻器與S7-200P LC通訊進行變頻器運行、停止控制以及用通訊改寫變頻器的設(shè)定頻率和讀取其運行頻率的例程。I0.0到I0.4均為按鈕，其中：
I0.0為變頻器的正轉(zhuǎn)控制
I0.1為變頻器的反轉(zhuǎn)控制
I0.2為變頻器的停止控制
I0.3為變頻器加速
I0.4為變頻器減速
本程序的通訊格式：波特率19200，1-8-1，RTU，無校驗。
