一、試驗設(shè)備的連接

準備的實驗設(shè)備有：S7-200 SMART型PLC、M-1001和M-2101模塊、SDS-1001轉(zhuǎn)換器、K型熱電偶以及一個直流電源。

我們首先說明各設(shè)備是如何連接的，將直流電源連接到PLC的24V電源接口，正極接L+，負極接M。因為RS485端口是集成在PLC的九針超小D型連接器上的，所以我們制作了一個連接器方便設(shè)備接線。具體的針腳分配，大家可以在STEP 7 SMART軟件的在線幫助文檔中的連接器引腳分配章節(jié)中看到。連接器的紅線接M2101模塊的485-A信號，黑線接485-B信號。因為用以太網(wǎng)電纜連接PLC和電腦，所以需要調(diào)整電腦的IP地址，它的具體操作我們之后說明，現(xiàn)在只要將電纜插入網(wǎng)口即可。此次實驗我們依然使用SDS-1001為采集模塊供電，將它們的+Vs、GND端連接就可以了。最后將K型熱電偶接入M2101模塊中的DI 1端口。為模塊通電，這樣設(shè)備接線就完成了。

二、使用Smart軟件與模塊建立連接

S7-200 SMART型PLC所用的編程軟件是Smart軟件，這個軟件是免費使用的，大家可以到西門子的官網(wǎng)下載。

打開軟件，在文件選項中打開范例M2101，此時設(shè)備正處于未連接的狀態(tài)，雙擊主要窗口中的通信選項，在出現(xiàn)的的對話框中點擊查找CPU，就能看到PLC的IP地址。我們可以點擊旁邊的閃爍指示燈，驗證是否找到了CPU。如果PLC的指示燈交替閃爍，就說明我們查找CPU已經(jīng)成功。

下一步的操作是設(shè)置電腦的IP地址。進入網(wǎng)絡(luò)和Internet設(shè)置界面，進入網(wǎng)絡(luò)和共享中心。

選項點擊以太網(wǎng)。

選擇屬性。

在彈出的窗口中找到Internet協(xié)議版本4（TCP/IPv4）項目，點擊屬性。

選擇使用下面的IP地址，輸入相應(yīng)的IP地址：192.168.2.111，子網(wǎng)掩碼輸入225.225.225.0，默認網(wǎng)關(guān)是：192.168.2.1。點擊確定。

回到軟件頁面，如果成功的話，軟件會顯示已連接。

三、PLC范例程序說明以及實驗

我們以程序2101為例，解釋一下它的內(nèi)容。在程序段1中的SM是PLC中的特殊標(biāo)志繼電器，SM0.0表示始終接通，與其連接的參數(shù)EN在輸入接通（TURE）時，每次掃描均會執(zhí)行該指令；

SM0.5表示提供一個周期為1秒鐘的時鐘脈沖，0.5秒為1，0.5秒為0，與它連接的參數(shù)First我們之后說明。

特殊寄存器（SM）的其它地址位，大家可以到在線幫助文檔中查看。指令MBUS_CTRL，可以在主要窗口的庫文件中的Modbus RTU Master(v2.0)中找到，右鍵選擇幫助就可以看到它的說明文檔。需要聲明的是：在程序中，我們將PLC當(dāng)作主站，M模塊（如：M-2101）則作為從站使用。閱讀說明內(nèi)容我們知道MBUS_CTRL是程序在執(zhí)行MBUS_MSG指令前必須調(diào)用的指令。

參數(shù)“模式”（Mode）用于選擇通信協(xié)議，我們輸入的是SM0.0，觸點為常閉狀態(tài)，所以輸入值是1，意思是啟用Modbus協(xié)議。參數(shù)“波特率”（Baud）的設(shè)置值要和從站設(shè)備的波特率一致才可以得到正確信息，所以輸入值為M模塊的默認波特率：9600。參數(shù)“奇偶校驗”（Parity）的設(shè)置應(yīng)與從站設(shè)備的奇偶校驗相同，從站默認為偶校驗，以數(shù)值2表示。參數(shù)“Port”是設(shè)置物理通信端口，實驗中使用的是PLC中集成的RS-485接口，所以需要輸入0值。參數(shù)“超時”（Timeout）為等待從站做出響應(yīng)的毫秒數(shù)，范例中設(shè)置的是典型值1000ms。

所以指令Mbus_CTRL的作用是初始化主站，使得主從站設(shè)備的參數(shù)一致，兩者可以進行正常的通信。

下面我們來介紹指令MBUS_MSG，它的作用是啟動對Modbus從站的請求并處理響應(yīng)。參數(shù)“First”是當(dāng)主站有新請求發(fā)送時，F(xiàn)irst通過邊沿檢測元素（例如是上升沿），將導(dǎo)致程序發(fā)送一次，所以我們?yōu)榇藚?shù)設(shè)置的是SM0.5。參數(shù)“從站”（Slave）是Modbus從站設(shè)備的地址，M系列模塊的默認地址為1。參數(shù)“RW”是設(shè)置讀取或?qū)懭胄畔ⅲ?表示讀取，1表示寫入。參數(shù)“地址”（Addr）是起始Modbus地址，范例中寫入的數(shù)值就是我們在用戶手冊中給出的寄存器地址：30101。參數(shù)“計數(shù)”（Count）用于分配要在該請求中讀取或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)元素數(shù)，也就是根據(jù)地址參數(shù)的輸入值向后延伸的個數(shù)。

打開范例M2100的用戶手冊，找到M2101遠程IO模塊Modbus映射表就可以看到地址、通道、屬性等內(nèi)容。

如我們現(xiàn)在打開的這個范例程序，它是要操作從熱電偶輸入寄存器30101到30108這8個寄存器，所以對Count的輸入值為8。參數(shù)“DataPtr”是間接地址指針，指向CPU中與讀/寫請求相關(guān)的數(shù)據(jù)的V存儲器，指針必須是VB類型。

這里的V、VB、VW是V存儲器中不同類型數(shù)據(jù)的表達方式：V表示位數(shù)據(jù)，VB表示字節(jié)數(shù)據(jù)，VW表示字數(shù)據(jù)，一個字由兩個字節(jié)構(gòu)成，一個字節(jié)則有8位。在范例程序中，我們使用VB數(shù)據(jù)類型存儲從模塊讀到的值，然后用VW數(shù)據(jù)類型表示出來。進行這樣的數(shù)據(jù)操作是因為，當(dāng)PLC發(fā)出讀取請求時，采集模塊返回的值是16位的整型數(shù)據(jù)，需要用兩個VB類型的數(shù)據(jù)表示，而一個VW數(shù)據(jù)類型就表示兩個字節(jié)，剛好可以表示模塊返回的數(shù)據(jù)。

我們可以在狀態(tài)圖表中驗證一下。調(diào)出圖表窗口，下載程序，運行CPU，開啟圖表的監(jiān)視狀態(tài)，因為我們只為模塊連接了一個溫度傳感器，所以在狀態(tài)圖表中只有第2行顯示出實際溫度值，當(dāng)我們提高環(huán)境溫度，第2行的當(dāng)前值也會隨之改變。其它沒有接入溫度傳感器的端口，其寄存器的返回值是-2731。

接著驗證我們剛才提到的V存儲器的數(shù)據(jù)類型，在狀態(tài)圖表中輸入VB1000，按回車鍵，就可以按順序添加地址。將它們的格式更改為十六進制，VB1000為F5，VB1001為55，而VW1000是它倆的集合F555。所以說兩個VB數(shù)據(jù)類型，構(gòu)成一個VW數(shù)據(jù)類型。

更換M1001采集模塊。

接下來我們打開范例M1001DI，它可以讀取模塊上的DI（離散量輸入）的狀態(tài)。連接設(shè)備后，打開狀態(tài)圖表的實時數(shù)值監(jiān)控，當(dāng)前值為1。當(dāng)我們將DI 0接地，就會看到當(dāng)前值變?yōu)?，其它的DI端口也是一樣。這里的地址是位格式的，因為我們只需要一位的數(shù)據(jù)就可以表示端口當(dāng)前所處的狀態(tài)（閉合或是斷開）。

打開范例M1001DO，此范例可以控制DO（繼電器）的狀態(tài)。建立通信后，下載程序到CPU，運行CPU，打開監(jiān)控按鈕，可以看到此時的繼電器都處于關(guān)閉狀態(tài)。在新值中輸入1，點擊圖表中的寫入按鈕，就會看到當(dāng)前值的改變而且M模塊的繼電器也會動作到開啟狀態(tài)。

這兩個范例程序的寄存器地址大家可以在用戶手冊M1000的M1001遠程IO模塊Modbus映射表中找到。

以上就是模塊與PLC連接的相關(guān)內(nèi)容。文檔中使用的范例程序及用戶手冊均可以在官網(wǎng)下載。文章視頻版的內(nèi)容點擊如下鏈接跳轉(zhuǎn)：M系列模塊編程操作與PLC。

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再見。

審核編輯 黃宇