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S7-300/400 的CPx43-1 MODBUS TCP 通讯(STEP7)

下面章节将介绍如何使用软件选项包" ModbusTCP CP V4.3 "的功能块库配置S7-300/400单站系统通过CP343-1/CP443-1与第三方模拟软件进行Modbus/TCP进行通讯的详细步骤

1.“ odbusTCP CP V4.3"块库使用说明

1) 该功能块库可以用于S7-300单站通过CP343-1或S7-400单站通过CP443-1进行ModbusTCP通讯。

2) 由于需要在SIMATIC站与其他通讯伙伴之间建立TCP连接用于Modbus通讯，因此需要调用SIMATIC S7标准功能块，对于S7-300/400的CP来说，需要调用FC5(AG_SEND)，FC6(AG_RECV)功能块。

3) 对于主要功能块FB106、107和108来说，包含了V1.x和V2.x，它们管脚参数并没有更改，只是在V2.x中增加了FC10"AG_CNTRL"功能块用于管理TCP连接，是否支持功能块与CP的型号和固件版本有关，如下图1所示：

图1 功能块V1.x和V2.x版本区别

当将软件选项包安装完集成到Step7时，可以在Step7安装文件的相应目录中找到块库、例程、英文手册，另外还可找到用CFC语言编程的功能快库，供读者选用，如下图2~4所示，在实际的项目调试过程中由于例子程序的各项功能比较*，因此可以直接使用例子程序根据项目的实际情况修改相应的参数即可，可以节省大量的参数设置时间，以下主要描述了使用软件选项包" ModbusTCP CP V4.3 "配置S7-300/400站的详细配置和编程步骤。

图2 块库、例程、英文手册和软件注册的文件夹位置

图3 例程(注:当找不到例程时可以通过"Browse.."按钮来进行查找) 

图4 功能块库(注:当找不到块库时可以通过"Browse.."按钮来进行查找)

2. 配置S7-400单站系统通过CP443-1 作为Server进行Modbus TCP通讯

以S7-400单站系统及Modscan32软件为例，详细介绍如何将S7-400单站系统通过CP443-1配置为Server，Modscan32为Client进行Modbus TCP通讯，在本例中将使用带FC10"AG_CNTRL"版本的功能块，下图5为服务器功能块库的程序结构及各功能块完成的功能：

图5 服务器功能块库程序结构

注意：Modscan32软件可以从网上免费下载得到，本例中使用的版本为V7.0版，由于各版本的功能不尽相同，因此需要注意版本问题。

本例中所用的硬件设备如下表：

表1 服务器硬件清单

所用到软件如下表：

表2 服务器软件清单

1 引言

      电梯控制系统主要包括逻辑控制系统和调速系统。
      调速系统的控制精度包括速度控制及位置控制对电梯的舒适度有非常重要的影响，本例所采用的调速系统使用三垦高性能变频器，利用旋转编码器测量拽引电机的转速，使用扩展的pg卡采集脉冲信号控制变频器的输出所构成的闭环控制系统，使电梯在双速运行过程中更加的稳定。
      逻辑控制系统对于电梯的安全性及稳定性有及其重要的影响，在本例中，采用na200plc构成逻辑系统的控制核心。na200plc以全智能i/o设计和一系列安全性、可靠性设计为系统的安全可靠运行提供了保障。数字量输出模块采用输出回路密码锁设计，通过模块的反读、校核及执行的联合控制保证在任何情况下不会发生误动作。na200plc以其运算速度快，高性价比及优良的客服赢得了市场的认可。本例阐述了na200plc电梯控制系统的设计思想及方案实现。
2 系统构成
2.1 硬件系统
      本系统主要由plc，变频器，及拽引电机组成的vvvf控制系统。如图1所示，用来完成对拽引电机的启停，加减速，运行方向，安全保护等指令信号的管理和控制。为了使电梯停止即变频停机时更加准确稳定，建议变频器加装制动系统(外置制动单元及制动电阻)。虽然电阻制动比起双igbt模块制动在节能上存在缺陷，但是从维护成本来说，显然更换电阻会比更换模块划算很多，而且利用igbt模块反馈电能回电网的技术推广和使用都没有普及。

图1 变频器控制系统

      变频器的输入信号包括：上行信号和下行信号，对应变频器的正转di1、反转di2端子，电梯低速和电梯高速运行信号，对应变频器的一段速指令端子di3及二段速指令端子di4，而pg卡接收的信号为脉冲信号，端子硬件定义为开路集电极输入，端子定义如表1所示。
      输入输出单元为plc的i/o接口部分：主要包括输入部分门厅呼叫，厢内楼层选择，平层限位及开、关门限位检测等信号，输出部分变频器控制，门机控制，抱闸动作，楼层指示，上行、下行指示，报警指示等信号。输入电路如图2所示。输出电路如图3所示。

图2 输入电路配置

图3 输出电路配置

      plc接收来自电梯的呼叫信号，平层信号，然后根据这些输入信号的状态，通过内部的控制程序对信号的处理，后向执行机构和各类显示元件发出控制信号。在电梯控制系统中，由于其控制的随机性，所以各种信号之间的关联性很强，逻辑关系的处理得当对电梯控制系统的稳定性及电梯的安全性能有直接的影响。因此，plc编程技术就成为本例电梯控制系统的关键技术。