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西门子S7-200PLC的RS485通信口易损坏的原因分析和解决办法,西门子同步模块..
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西门子S7-200PLC的RS485通信口易损坏的原因分析和解决办法
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西门子plc s7-200 cpu|西门子s7-200plc|CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 从站通信协议
CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 从站通信协议
上的通信口Port0可以支持Modbus RTU协议，成为Modbus RTU从站。
此功能是通过的自由口通信模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。
&详情请参考《S7-200系统手册》之相关章节。
要实现Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）。
Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。
&Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通信0口（Port0）。
&参考：Modbus RTU 主站指令库
基本步骤：
检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。
检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。
如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令库）软件包；
图1. 指令树中的库指令
时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用MBUS_SLAVE，并指定相应参数。
关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到；
调用Modbus RTU通信指令库&
图中参数意义如下：&
模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止
从站地址：Modbus从站地址，取值1~247
波特率：可选，，1，5
奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验
延时：附加字符间延时，缺省值为0
最大I/Q位：参与通信的最大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128，缺省值为128
最大AI字数：参与通信的最大AI通道数，可为16或32
最大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW）
保持寄存器区起始地址：以&VBx指定（间接寻址方式）
初始化完成标志：成功初始化后置1
初始化错误代码
Modbus执行：通信中时置1，无 Modbus 通信活动时为 0。
错误代码：0=无错误
在CPU的V数据区中分配库指令数据区（Library Memory）；
如有必要，使用主站软件测试。
&注意：由子程序参数HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器区，是在S7-200 CPU的V数据存储区中分配，
此数据区不能和库指令数据区有任何重叠，否则在运行时会产生错误，不能正常通信。
注意Modbus 中的保持寄存器区按“字”寻址，即MaxHold规定的是VW而不是VB的个数。
在图2的例子中，规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB0 开始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器为1000个字（MaxHold＝1000），
因保持寄存器以字（两个字节）为单位，实际上这个通信缓冲区占用了VB0～VB个字节。
因此分配库指令保留数据区时至少要从VB2000开始。当然保持区不一定要从VB0开始。
&注意：你选用的CPU的V存储区大小！CPU型号不同V数据存储区大小不同。应根据需要选择Modbus保持寄存器区域的大小。
&包含 Modbus RTU 从站指令库的编译、下载到CPU中后，在编程计算机（PG/PC）上运行一些 Modbus&
测试软件可以检验S7-200的Modbus RTU通信是否正常，这对查找故障点很有用。
测试软件通过计算机串口（RS-232）和PC/PPI电缆连接CPU。如果必要，须将PC/PPI电缆设置在自由口通信方式。
可到一些软件下载网站寻找类似软件，如 ModScan32 等。
Modbus RTU 从站地址与S7-200的地址对应
Modbus地址总是以0之类的形式出现。内部的数据存储区与Modbus的0、1、3、4共4类地址的对应关系如下：
表1. Modbus地址对应表
Modbus地址
S7-200数据区
00001 ~ 00128
Q0.0 ~ Q15.7
10001 ~ 10128
I0.0 ~ I15.7
30001 ~ 30032
AIW0 ~ AIW62
40001 ~ 4xxxx
T ~ T + 2 * (xxxx -1)
其中T为S7-200中的缓冲区起始地址，即 HoldStart。
如果已知S7-200中的V存储区地址，推算Modbus地址的公式如下：
Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T为偶数
Modbus RTU 从站指令库支持的 Modbus 功能码
Modbus RTU 从站指令库支持特定的 Modbus 功能。访问使用此指令库的主站必须遵循这个指令库的要求。
表 2. Modbus RTU 从站功能码
主站使用相应功能码作用于此从站的效用
读取单个/多个线圈（离散量输出点）状态。 功能 1 返回任意个数输出点（Q）的 ON/OFF 状态。
读取单个/多个触点（离散量输入点）状态。 功能 2 返回任意个数输入点（I）的 ON/OFF 状态。
读取单个/多个保持寄存器。功能 3 返回 V 存储区的内容。在 Modbus 协议下保持寄存器都是“字”值，在一次请求中可以读取最多 120 个字的数据。
读取单个/多个输入寄存器。功能 4 返回 S7-200 的模拟量数据值。
写单个线圈（离散量输出点）。功能 5 用于将离散量输出点设置为指定的值。这个点不是被强制的，用户程序可以覆盖 Modbus 通信请求写入的值。
写单个保持寄存器。功能 6 写一个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。
写多个线圈（离散量输出点）。功能 15 把多个离散量输出点的值写到 S7-200 的输出映像寄存器（Q 区）。输出点的地址必须以字节边界起始（如 Q0.0 或 Q2.0），并且输出点的数目必须是 8 的整数倍。这是此 Modbus RTU 从站指令库的限制。些点不是被强制的，用户程序可以覆盖 Modbus 通信请求写入的值。
些多个保持寄存器。功能 16 写多个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。在一次请求中可以写最多 120 个字的数据。
1.&Modbus 从站的网络地址与 S7-200 的 CPU 网络地址有什么关系？
没有关系。支持网络通信的通信协议必须有其自己的网络寻址规定。 Modbus 从站的地址只是它在 Modbus 网络上的地址，
而通常所说的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西门子的 PPI 网络上的站地址。
&的大部分通信功能都通过 PPI 网络完成，例如编程、网络读写通信等。
&2.如何理解 Modbus 地址与功能码的区别？
Modbus 地址与 Modbus 的功能码是两个层次的概念。
根据 Modbus 通信协议，Modbus 数据的地址使用 00xxx、10xxx、30xxx 和 40xxx 的形式，
分别表示数字量输出、数字量输入、模拟量输入等数据地址。在使用 S7-200 的指令库时，
Modbus 数据地址与&的 I/O 和数据存储区地址间有特定的对应关系。
有些设备表明它支持 Modbus RTU 通信协议，但也详细提供了读写数据的详细通信帧格式，
其中包括如何指定 Modbus 站的地址，需要读写数据类型、长度等等。数据帧有特定字节指出此指令读写的数据类型和地址，
此字节的数据内容即所谓“功能码”，如功能 1 指定读取单个/多个数字量输出点的值。
支持 Modbus 协议的设备或软件，使用时用户直接设置或看到的应当是 Modbus 数据地址。
Modbus 地址所访问的数据，是通过各种“功能”读写而来。功能码是 Modbus 地址的底层。
如果 Modbus 通信的一方提供的所谓 Modbus 协议只有功能码，则需要注意了解此功能号与 Modbus 地址间的对应关系。
&3.Modbus 指令库启动后，如何通过同一个通信端口进行 CPU 监控？
Modbus 指令库使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通讯口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 编程通信监控。
如果通信口都已经被占用，可以考虑：
加一个通信模块（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）扩展出一个通信口
中止自由口模式，可以将 CPU 上的模式开关从 RUN 拨到 STOP；或者保持处于 RUN 状态，
用停止指令库的 Modbus 模式（参见指令库应用）
&4.为何有些 HMI 软件使用 Modbus RTU 读取西门子S7-200中的实数会出现错误？
有些HMI软件使用Modbus RTU通信协议时，处理存储在数据保持寄存器中的实数（浮点数）的方式与西门子的实数保存格式不同。
西门子的PLC遵循“高字节低地址、低字节高地址”的规律。
Modbus RTU的保持寄存器总是以“字（双字节）”为单位，而一个实数需要4个字节（双字）表示。
HMI软件在处理时可能会把保持寄存器的两个“字”互换位置，造成不能识别以西门子格式表示的实数。
如果HMI软件一方无法处理这种实数，则可在S7-200 CPU中编程将存入数据缓冲区（保持寄存器区）的实数的高字和低字互换。
&5.为何有的HMI软件用Modbus RTU可以读取作为从站的S7-200的内容，但不能写入？
可能此软件使用了Modbus功能15（写多个离散量）或类似功能（功能 16）。
S7-200从站协议遵守“以整字节地址边界（如Q0.0、Q2.0）开始、以8的整数倍为位个数”的规约。如果HMI软件未严格执行此规律就可能发生写入错误的情况。
&6.S7-200是否支持 Modbus ASCII 模式？
S7-200可以支持上述模式，但是没有现成的指令库，需要用户自己编程。
&7.项目编译后为何出现很多错误？
使用指令库时，若编译后出现很多错误，一般是因为未指定库指令数据存储区。请参考相关条目。
&8.S7-200 CPU的Port1是否可以支持Modbus RTU协议？
可以。用户可以自己实现。
&在S7-200的“Tips and Tricks”帮助文档中，Tip041是Modbus RTU从站程序，用户可以参考。
&9.S7-200是否可以组成Modbus RTU通信网络？如何组网？
可以组成RS-485基础上的Modbus RTU网络。如果通信对象是不同标准的通信口，可能还需要转换。
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西门子S7-200PLC的RS-485通信接口简介和故障解析
&&&&来源:OFweek工控网&&&&
近年来，计算机控制已被迅速地推广和普及，工业控制计算机、plc、变频器、触摸屏、机器人、柔性制造系统广泛地应用于工业生产中。
3 常发生的故障解析
　　3.1常见的故障现象
　　当plc的rs-485口经非隔离的pc/ppi电缆与电脑连接、plc与plc之间连接或plc与、触摸屏等通信时时有通信口损坏现象发生，较常见的损坏情况如下：
　　（1）r1或r2被烧断，z1、z2和sn75176完好。这是由于有较大的瞬态干扰电流经r1或r2、桥式整流、z1或z1到地，z1、z2能承受最大10a电流的冲击，而该电流在r1或r2上产生的瞬态功率为：102&10=1000w，当然会将其烧断。
　　（2）sn75176损坏，r1、r2和z1、z2完好。这主要可能是受到静电冲击或瞬态过电压速度快于z1、z2的动作速度造成的，静电无处不在，仅人体模式也会产生&15kv的静电。
　　（3）z1或z2、sn75176损坏，r1和r2完好。这可能是受到高电压低电流的瞬态干扰电压将z1或z2和sn75176击穿，由于电流较小和发生时间较短因而r1、r2不至于发热烧断。
　　3.2 故障的原因分析
　　由3.1中的分析得知plc接口损坏的主要原因是由于瞬态过电压和静电造成，产生瞬态过电压和静电的原因很多也较复杂，如由于plc内部24v电源和5v电源共地，24v电源的输出端子l+、m为其它设备混合供电可能导致地电位变化，从而造成共模电压超出允许范围。所以eia-485标准要求将各个rs485接口的信号地用一条低阻值导线连接在一起以保证各节点的地电位相等，消除地线环流。
　　（1）当带电插拔未隔离的连接电缆时，由于两端电位不相等电路中又存在诸多电感、电容之类的器件，插拔瞬间必然产生瞬态过电压或过电流。基于此考虑，在进行通信接头插拔的时候，尽量使设备处于断电状态。
　　（2）连接在rs-485总线上的其它设备产生的瞬态过电压或过电流同样会流入到plc，总线上连接的设备站点数越多，产生瞬态过电压的因素也越多。
　　（3）当通信线路较长或有室外架空线时，雷电是必须考虑的干扰。雷电是主要的自然干扰源，雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形叠加成随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲，这个能量巨大的尖峰脉冲必然会在线路上造成过电压，造成plc等通信网中所连设备的损坏，应该加以避免或降低损坏程度，减少损失。
&4 解决方法
　　4.1 从plc内部考虑
　　（1）采用隔离的dc/dc将24v电源和5v电源隔离，我们分析了三菱、欧姆龙、施耐德plc以及西门子的profibus接口均是如此
　　（2）选用带静电保护、过热保护、输入失效保护等保护措施完善的高挡次rs-485芯片，如：sn65hvd1176d、max3468esa等，这些芯片价格一般在十几元至几十元，而sn75176的价格仅为1.5元。
　　（3）采用响应速度更快、承受瞬态功率更大的新型保护器件tvs或bl浪涌吸收器，如p6ke6.8ca的钳制电压为6.8v，承受瞬态功率为500w，bl器件则可抗击4000a以上大电流冲击。若使用不带故障保护的芯片，如sn75176，可在软件上作一些处理，从而避免通信异常。即在进入正常的数据通信之前，由主机预先将总线驱动为大于+200mv，并保持一段时间，使所有节点的接收器产生高电平输出。这样，在发出有效数据时，所有接收器能够正确地接收到起始位，进而接收到完整的数据。
　　（4）r1和r2采用正温度系数的自恢复保险，如jk60-010，正常情况下的电阻值为5欧，并不影响正常通信，当受到浪涌冲击时，大电流流过和保护器件tvs（或bl），ptc的电阻值将骤然增大，使浪涌电流迅速减小。
　　4.2 从plc外部考虑
　　（1）使用隔离的pc/ppi电缆，尽量不用廉价的非隔离电缆（特别是在工业现场）。西门子公司早期出产的pc/ppi电缆（6es-0xa0）是不隔离的，现在也改成隔离的电缆了。
　　（2）plc的rs-485口联网时采用隔离的总线连接器，如pfb-g，速率为0～1.5mbps自动适应，外形和使用方法与西门子非隔离的总线连接相同。
　　（3）与plc联网的第三方设备，如变频器、触摸屏等的rs-485口均使用rs-485隔离器bh-485g进行隔离，这样各rs-485节点之间就无&电&的联系，也无地线环流产生，即使某个节点损坏也不会连带其它节点损坏。
　　（4）良好的接地是工控系统安全可靠运行的重要条件，对于工业通信网络更是如此。在工业通信网络中，至少有三种分开的地线，通过一点接地。第一条是低电平电路地线（即信号地线），包括数字地、模拟地、信号地和直流地等；第二条是噪声地线，即继、电动机、高功率电路的地线；第三条是机壳接地点，专供机械外壳、机身、机架、地盘使用，此地线应该和交流电源的地线相接。交流电源地线应和保护地线相连，以达到避免因公告地线各点点位不均所产生的干扰。rs-485通信线采用profibus总线专用屏蔽电缆，保证屏蔽层接到每台设备的外壳并最后接大地。
　　（5）对于有架空线的系统，总线上最好设置专门的防雷击设施。
　　rs-485通信是工业网络通信的重要组成部分，其网络、接口故障是广大工程技术人员经常遇到的问题，也是影响工控系统稳定运行的主要问题之一。处理好这一问题，保证通信系统的稳定、可靠运行，将打打提高工厂自动化的效率。本文的粗浅讨论希望能给工程技术人员在处理实际问题以一定的帮助。&&
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12345678910&查看S7-200PLC的交叉引用字节使用表&上海无锡PLC培训-58工控
作者：PLC培训-58工控网
文章来源：PLC培训-58工控网()
更新时间： 22:22
字号大小【
交叉引用字节使用表可以用于查看程序中已经使用了哪些寄存器的存储区以及知晓这些存储区是被以哪种形式使用的。
如何进入《交叉引用-字节使用表》请看本站PLC培训-58工控网文档：
举例说明：
由下图程序中可知：
程序中使用到寄存器有：
1、位&&：m0.0~m3.7共32个位、V100.0、V100.1、V101.2
2、字节：VB0、
3、字&&：VW2、
4、双字：VD6
根据下图中的《交叉引用-字节使用》表可以非常清楚的看出程序中所用到的存储器：见下图中的红框和字。
注：下图红框中各个字节框中标注的字母的含义为：
&&&&b&表示该字节中的某些位在程序中被使用到了。
&&&&B ：表示程序中用到了该字节。
& &W ：表示程序中用到了该字节和它相邻的一个字节组成了一个字（16&位），例如下图中VW2。
& &D ：表示程序中用到了该字节和它相邻的三个字节组成了一个双字（32&位），例如下图中的VD6。
& &X ：用于定时器和计数器(本程序中没有使用到定时器和计数器，所以字节使用表中没有&X&，各位哥们姐们可以自己做个定时器验证一下)。
本文由PLC培训-58工控网编写：T:，QQ:
[ 编辑：58gongkong]
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