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西門子plc與步進電機modbus通訊應用實例

作者:plc小王 來源:西門子plc 發布日期:2019-07-18 15:02 閱讀: 二維碼分享

1、MODBUS通信實例介紹

  標準步進電機運行安靜,振動更小,並集成了14位高分辨率編碼器,用於位置反饋。閉環控製,定位後不失步驟保持穩定,無振蕩,根據負載自動調節電流輸出,降低溫升。在滿足節能和高承載要求的情況下,它可以取代傳統的步進電機。

  步進電機的傳統應用如圖1所示:

步進電機,Modbus協議通信,西門子plc,

  1、MODBUS通信實例介紹

  標準步進電機運行安靜,振動更小,並集成了14位高分辨率編碼器,用於位置反饋。閉環plc控製係統,定位後不失步驟保持穩定,無振蕩,根據負載自動調節電流輸出,降低溫升。在滿足節能和高承載要求的情況下,它可以取代傳統的步進電機。

  步進電機的傳統應用如圖1所示:

  ‍圖1.傳統的步進電機應用‍

  傳統步進電機應用的缺點:

  集成度低,占用空間大,布線麻煩,安裝麻煩,成本高;

  開環控製精度通常較低,無自動校正能力;

  故障率高,維護成本高;

  內部I/O未集成,需要用戶增加硬件擴展並增加用戶成本;

  每次需要打開它時,都需要找到零點。它不支持斷電維護;

  無法進行自我診斷。

  針對步進電機應用中的上述問題, 推出了具有MODBUS總線功能的集成步進電機。產品涵蓋42係列57係列和86係列。它可以使用帶有MODBUS總線擴展的plc控製係統。

  集成步進電機的主要特點:

  CAN& CANOPEN& Modbus總線連接,分布式控製;

  用於本地控製信號反饋控製的集成IO;

  集成步進電機驅動器;

  豐富的報警功能;

  獨特而有效的原點設定方法;

  閉環控製;

  獨特而有效的原點設定方法;

  在線升級計劃。

  集成了閉環步進電機解決方案:

步進電機,Modbus協議通信,西門子plc,

  ‍圖2. 集成閉環步進電機應用‍

  本文重點介紹了通過PLC的RS485通訊擴展接口和集成電機進行MODBUS通訊,從而進一步控製電機的運行。在本例中,應用了STM42係列,STM57係列和STM86係列的集成步進電機。集成電機充當Modbus從站,支持標準MODBUS-RTU協議。 Modbus協議的通信模式是單主/多從模式。隻有主站可以發出查詢(查詢),從站執行查詢所需的處理,並回複響應信息。

2、硬件連接

  2.1硬件目錄

  1.PLC Modbus-RTU通訊接口

  2.閉環步進電機:國產

  3.連接端子1

  4.幾根電源線

  5.集成閉環步進電機Modbus 通信線路一

  2.2集成閉環步進電機和西門子plc硬件連接

 

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西門子 PLC Modbus主站***多可支持32個集成閉環步進電機從機

 

3、一體化閉環步進電機Modbus通信參數設置

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集成閉環步進電機通信參數設置從機地址:00,波特率: 9600bps,數據位: 8 停止位: 1 校驗位:無;

  從機地址設置範圍:0-127;

  注意:有關集成閉環步進電機地址,波特率,網絡數據格式和其他參數的更改,請參閱《一體化閉環步進電機MODBUS總線用戶手冊》。

4.西門子plc編程軟件建立PLC工程

  4.1建立新項目

  雙擊西門子plc編程軟件圖標,然後在項目新目錄中選擇一個新項目。 西門子plc軟件編程窗口會自動彈出新的項目文件設置窗口。

      4.2Cnet參數設置

       在此窗口中,您可以設置通信參數,如Cnet通信模式和波特率。在此示例中,通信波特率為9600,數據位8,停止位1,奇偶校驗位NONE。在本例中,選擇PLC 與使用Modbus協議的集成閉環步進電機通信,PLC是Modbus主站。閉環步進電機是從機,因此使用操作模式通道1:XGTSever,通道2:P2P。

5西門子PLC 程序編寫

       5.1MODBUS通信注冊通信

       西門子plc與集成閉環步進電機MODBUS通訊寄存器的對應關係如下:

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        Modbus -RTU協議和西門子PLC 功能塊規範中功能代碼和寄存器的分配:

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       將從地址讀為0,地址為21個單寄存器數據。相應的消息如下:

       請求消息

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        回複消息

 步進電機,Modbus協議通信,西門子plc,

 

由主站D00050為首的四個寄存器數據值存儲在以起始地址51為首的四個字寄存器中,從地址為0.相應的消息如下:

  由主站D00050為首的一個寄存器數據值存儲在以0x40051為首的字寄存器中,從地址為0.相應的消息如下:

  如有疑問,請參閱《Modbus協議的工業自動化網絡規範》和李邁生《一體化閉環步進電機Modbus總線用戶手冊》

  5.2 P2P頻道設置

  要創建P2P通信塊,請在主程序編輯窗口樹結構中右鍵單擊“NEW PLC [B0S0內置Cnet]”並選擇“添加項目”,然後選擇“P2P通信”。

  5.3 P2P通信Modbus功能塊調用

  P2P通信Modbus功能塊調用

  P2P通信Modbus功能塊配置注釋:

  設置驅動程序以在P2P通道的Modbus功能塊中選擇Modbus RTU Client;

  需要在P2P通道的Modbus功能塊中選擇P2P功能:讀寫;

  如果寫一個保持寄存器,則應選擇P2P通道中Modbus功能塊的消息模式:1 個體。如果應選擇寫入多個保持寄存器:2 連續;

  如果寫一個保持寄存器,則應選擇P2P通道中Modbus功能塊的消息模式:1 個體。如果應選擇寫入多個保持寄存器:2 連續;

  P2P通道中Modbus功能塊中的相對站號是Modbus從站地址。

  5.4 編寫PLC程序和變量定義

  在本例中,西門子PLC 用作Modbus主站,向從站集成閉環步進電機發送三條消息,實現集成步進電機在定位模式下的定長運動。 Modbus通信消息如下:

  00 10 00 51 00 01 02 00 06 集成閉環步進電機狀態從無故障切換到準備啟動;

  00 10 00 51 00 04 08 00 4F00 01 00 00 00 64 發送目標位置和方向;

  00 10 00 51 00 01 02 00 5F 集成閉環步進電機操作。

  開始通過XG5000編程軟件編寫plc程序,雙擊主程序編輯樹結構中的“變量/注釋”並輸入變量定義表:

  評論和變量

  變量定義完成後,雙擊主程序樹結構窗口中的“NewProgram”

  ‍6、程序運行與監控

  硬件連接完成並確認後,可以調試下載程序。

  ‍器件寄存器監視器‍

  ‍Modbus主消息觸摸屏監控‍

  7、總結

  根據上麵的例子,集成步進電機具有高集成度,與傳統的運動方案相比,可以大大減少布線和安裝,並且可以充分節省安裝空間,防止燒壞等損壞保護措施,特別是適用於更換多個電機設備使用,集成IO和同步功能,CAN& CANOPEN& Modbus總線連接,分布式plc控製係統。用戶可以方便地監控生產過程,收集數據和分析數據,形成高度靈活,個性化和網絡化的生產鏈。為了滿足工業4.0,工業互聯網,物聯網和雲計算的發展需求,它提供了一種解決方案,可以替代傳統的步進電機,實現用戶的智能製造,同時節省用戶成本。


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