实例分享！告诉你西门子PLC如何通过MODBUS控制变频器

一、MODBUS通信概述

MODBUS协议分为串行链路上MODBUS协议和基于TCP/IP协议的MODBUS 协议。 串行链路上MODBUS协议有MODBUS ASCAII（字符串） 和MODBUS RTU两种 。

200SMART所提供的MODBUS协议库能够支持MODBUS RTU通信。MODBUS RTU 是以16进制的数值进行发送 。

MODBUS ASCAII是以ASCAII码的方式进行发送，一个数据采用RTU方式发送只需要一个字节，而用ASACII码发送需要两个字节，发送时间。

PLC与变频器串口通信有很多通信方式，但常用的、首选的就是MODBUS通信方式 ，在实际的工业控制中应用非常广泛；这一期我们向大家一起分享变频器如何与PLC通过MODBUS RTU的方式进行控制。

二、MODBUS库指令详解

库指令分两种，一个是主站库，一个是从站库。

主站是PLC作为MODBUS的主站主动去读取其他设备的数据；从站是PLC作为MODBUS的从站，其他设备来读取数据；本期我们分享的是PLC作主站，变频器做从站。

STEP7-MinWIN SMART软件自带MODBUS通信库指令

初始化指令：

控制指令：

三、MODBUS RTU的通信格式（协议）

通信协议有：站号、功能码、数据地址、数据内容、校验位、结束符组成。

校验 ：N=None无校验 E=Even偶校验 O=Odd奇校验

判断数据位中为1的个数是奇数还是偶数（选择偶校验如16#03中如果为1 的个数是偶数时，校验位为1 ；如果为1 的个数是奇数时，校验位为0 。选择奇校验时，为1的个数是偶数时，校验位为0 ；为1的个数是奇数时，校验位为1）

功能码指定了对从站设备读操作还是写操作，同时也指定了MODBUS寄存器地址的类型，常用功能码有：

四、PLC与变频器通信硬件的连接

在变频器上面涉及通信的端子标记有A/B RS585+/RS485-或RJ11的网口；找到相关变频器的说明书查看通信端口的接线定义，以下是台达VFD-M系列的变频器通信口接线定义

五、变频器通信参数的设置

1、 要实现变频器或仪表和PLC能正常通信，彼此的接口和协议需要一致，除此之外参数的设置也必须一致

P00 设03（频率指令）

P01 设03（运转指令）

P88 设03 (通讯地址，0-254之间）

P89 设02（波特率选择）

P92 设04 （数据格式，200SMART不支持2个停止位，因此只能选04/05任意一个参数）

P157 设01 （变频器默认的就是MODBUS模式）

2、查看说明书的启停、频率给定、运行频率、电压电流等反馈参数的地址

信息帧格式说明

表示读2103 2104两个地址的数据放在17 70 和00 00的地址里

通信协议的参数地址定义:

运行命令地址2000H 频率命令地址2001H

输出频率地址2103H 输出电流地址22104H

输出电压地址2106H 变频器温度地址 210DH

六、MODBUS通信程序的编写

在程序的开始可以加一段初始化对所有的位进行复位。

西门子S7 1200系列PLC作为modbus主站通讯编程方法

在做PLC的modbus主站通讯时，可能很多初学者都会碰到这样一个问题，就是一些读写型变量该如何来处理，因为modbus通讯程序有读和写的函数，但是我们在使用modbus通讯变量时，有读写型的变量，用的是一个地址；而我们读取和写入时，分别会用到两个地址；如何把这两个地址共用到一个地址上去呢？从而实现读写型的变量，通过读函数和写函数最终回归到一个地址。下面以西门子S71200PLC为例进行说明。

西门子官方对于modbus RTU通讯的技术方档请参数如下地址：

http://www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/S7-1200_PLC_EASY_PLUS/SmartSMS/016.html

以下是我在调试过程中遇到的问题；需要注意。

注意事项：

1、作modbus主站时，缓冲区数据块需把"优化块的访问"的勾去掉,不然会报16#818C错误。

需求：

对一台台达变频器的当前频率进行读取，并可读写设定频率，其中当前频率的地址为42003，设定频率的地址为48194

编程步骤如下：

1、modbus初始化配置：

modbus初始化

2、初始化完成后，将轮询步骤赋值为1

轮询步骤赋初值

3、读取3号功能码，如读取完成，或错误，则将缓冲区数据转移到相应变量。

读取当前频率，并将读取值转存

4、对于读/写型变量，需要先判断设定值是否改变，原则上先写后读。

如下图所示：首先判断设定值是否改变，如未改变，则跳到读取设定值的步骤。

如设定值发生改变，则将设定值赋值到设定值临时变量和写数据缓冲区。然后再跳转至写操作步骤。

在写入前，需将设定值先写进modbus缓冲区

5、将设定值写入设备。MODE需改成1

modbus写入数据

6、设定值写入完成后，将跳转至下一步；直接读取刚刚写入的设定值。这样在上位机界面中就能第一时间反应出来是否写入成功。

写入完成后马上读取设定值

7、在设定值读取后成时，会将读取缓冲区的值赋值给设定值变量；但是在赋值之前，需要再次判断一下；设定值有没有发生改变，因为如果在读取设定值的过程当中设定值发生了改变，而这个时候如果没有判断是否发生改变直接赋值，原来改变的设定值将会被读取的缓冲值替代掉；这样将会造成设定值未写入成功的情况。

所以需要在读取完成后，需要再次判断一下设定值是否改变，

1、如未改变，则将读取缓冲区的值赋值给设定值和临时变量。

2、如改变了，则重新将设定值赋值给临时变量和写数据缓冲区。然后再重新跳转到写数据的步骤；再重新写入，写入完成后再重新读取。

写读完成后的判断

总结：modbus通讯因为是半双工；所以在持载多从站或需要读取写入多段数据时，必须用到轮询；而在轮询时，需要注意读取和写入的时序问题；否则很容易让一个读写型的变量出现未被写入成功的情况。即在轮询过程中有可能还未被写入成功就已被轮询的读取给覆盖了。如有初学者还有疑问或想要沟通的可以点击关注并留言评论。当然也欢迎大家一起沟通。

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