西门子S7-1500模块6ES7516-3AN01-0AB0
利用 CM 1241 RS485 和 CM 1241 RS232 通讯模块，SIMATIC S7-1200 可以实现点对点的通讯。 每个 SIMATIC S7-1200 控制器***多可以添加三个通讯模板 (+ 一个 RS485 通信板)。 利用集成在 STEP 7 (TIA Portal) 中的 MODBUS 库文件，可以定义每个通讯模块为 MODBUS 主站或 MODBUS 从站。如果选择 MODBUS 主站，可以通讯的对象
- 使用 CM 1241 RS232 通讯模块只能与一个从站通讯 (由于物理限制)。
- 允许***多与 32 个从站的相继地通讯使用 (通过 CM 或 CB 1241 RS485)。
通过一个由 STEP 7 (TIA Portal) V11 创建的范例去介绍如何使用 CM 1241 RS485 通讯模块与多个从站进行通讯。
说明
提供一个 MODBUS 主站和一个 MODBUS 从站间的通讯例程。通讯可以交替进行读写，将数据写入从站寄存器 (MODBUS 功能码为 16) 和读取从站寄存器的数值 (MODBUS 功能码为 03)。 因为 RS485 接口是两线制 (半双工模式)，故数据读写必须是连续控制的。 同理，在这两种操作 (这里指读和写) 之间也可以改变要寻址的从站地址，因此，主站和多个从站之间的数据交换是可以实现的。
图. 01
多个 CM 1241 RS485 通讯模块之间可以使用 PROFIBUS 电缆相互连接。 ***多可以将 31 个 MODBUS 从站使用 PROFIBUS 电缆连接到主站。使用 STEP 7 (TIA Portal) 配置组态，使用交换机 C*** 1277 可以将程序***至控制器。
MB_COMM_LOAD
MODBUS 通讯中，双方 (主站和从站) 都应该调用配置 MB_COMM_LOAD 指令。
图. 02
MB_COMM_LOAD 指令可以完成如下功能：选择通讯模块、设定通讯参数、设置与主站或从站的连接参数。必须在***个程序执行周期中调用 MB_COMM_LOAD 指令 (可以使用硬件设置中的系统标志位 M1.0 来实现或在启动 OB 100 中调用)。在硬件组态中插入通讯模块后，可以在 PORT 参数中选择通讯模块的符号名。 通信参数波特率 (传输速率) 和奇偶校验方式在所有节点中必须设定相同。STEP 7 (TIA Portal) 设备视图中关于 RS485 的端口特性的设置与此不相干。MB_DB 参数用于填写主站或从站指令的背景数据块，因此也就说明了通讯模块 (PORT 参数指定的) 是 MODBUS 主站还是从站。
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MB_MASTER
使用 MB_MASTER 指令可以定义 MB_COMM_LOAD 指令中选定的通讯模块为 MODBUS 主站。
图. 03
MB_MASTER 指令可以用来选择要寻址的 MODBUS 从站的地址、功能码和设定本地的数据存储区。下表解释了具体参数。
| 参数 | 描述 |
| REQ | 使能通信。 |
| MB_ADDR | MODBUS-RTU 站地址。 |
| MODE | 选择传输方向 ("0" = 读, "1" = 写或附加的诊断功能)。 |
| DATA_ADDR | 指定 MODBUS 的起始地址。 |
| DATA_LEN | 指定 MODBUS 数据长度。 |
| DATA_PTR | 定义了主站发送和接收的本地数据区。DATA_PTR 参数必须是全局数据块，禁用“仅符号访问”选项。 |
"MB_MASTER" 必须循环周期调用 (例如：OB1)
MB_SL***E
使用 MB_SL***E 指令可以定义 MB_COMM_LOAD 指令中选定的通讯模块为 MODBUS 从站。
图. 04
MB_SL***E 指令定义 MODBUS-RTU 站地址，并指定本地数据存储区作为对应的保持寄存器数据传送。
| 参数 | 描述 |
| MB_ADDR | MODBUS-RTU 站地址。 |
| MB_HOLD_REG | 从站的保持寄存器。MB_HOLD_REG 必须是全局数据块，禁用“仅符号访问”选项。 |
当进行多寄存器 (字) 传输时，在MB_HOLD_REG 中定义数组、结构或覆盖主站 (DATA_ADDR 和 DATA_PTR) PLC 数据类型的参数符号名。数组、结构或PLC数据类型的***个字对应的MODBUS保持寄存器起始地址 40001。
通过指令的输入和输出功能或访问相关背景数据块进行参数转换。
范例项目
在主站项目中，交替的读写从站寄存器是通过一个时序标志完成的。
图. 05
- 初始化：调用 MB_COMM_LOAD 指令。.
- 步骤 1：调用 MB_Master，将需要发送的数据填写到 DATA_PTR，并执行使能(REQ = 1)，(MODE = 1) 将数据写入从站。
- MB_MASTER 指令返回正在执行 (BUSY)，转至步骤 2完成。
- MB_MASTER 指令返回是肯定的结果 (DONE)，转至步骤 3完成。
- 复位 MB_MASTER 指令的执行 (REQ = 0)。
- 步骤 3：读取从站数据，需要将通讯参数 (MODE = 0) 传输到 MB_MASTER。
- 步骤 4 的执行和转换，与步骤 1 一样。
- MB_MASTER成功反馈 (DONE) 后，从 DATA_PTR 读取的数据必须保存 (copied)。
功能的执行 (这是读取从站存储的数据) 如下图所示。
图. 06
通过修改 MB_ADDR 参数 (参见网络7) 可以访问不同的从站地址。
如果出现错误， (ERROR) 状态被存储在 ERROR_STATUS 标签处。 有关状态的评估可通过 F1 打开 TIA Portal 在线帮助查看详细信息。
S7-1200 的通讯伙伴 S7-1200 可以通过集成的 PN 口与以下设备进行通讯： 其他 S7 CPU (S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500) 编程设备 HMI 设备 (例如：SIMATIC 精简面板和 SIMATIC 精智面板) 支持开放式用户通信的设备 ......
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S7-1200 的通讯伙伴
S7-1200 可以通过集成的 PN 口与以下设备进行通讯：
- 其他 S7 CPU (S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500)
- 编程设备
- HMI 设备 (例如：SIMATIC 精简面板和 SIMATIC 精智面板)
- 支持开放式用户通信的设备
支持的***大同步、异步***接数量
S7-1200 CPU 支持的***大同步、异步通讯连接数量如下所示：
| 连接类型 | 描述和***大连接数量 |
|
开放式用户通讯 |
S7-1200 CPU 通过以下指令支持 8 个开放式用户通讯连接(主动或者被动)： T_SEND_C, T_RECV_C, TCON, ***SCON, TSEND 和 TRECV。 注意 |
| S7 通讯 |
|
| HMI 连接 | 固件版本 V2 和V3 S7-1200 CPU 提供专门的 HMI 连接，支持 ***多3 个HMI设备。 固件版本 V4 |
如果要把定义的值加载到结构体中的***元素，只能先初始化临时结构体，再分配给静态结构体。在 SCL 语言中，使用 FOR 循环可以在运行时用很少的代码初始化大量的区域（数组结构）。
图 01 是一个 DB 块结构中有两个 DB 变量的示例。第二个 DB 变量的 PLC 数据类型使用的是 "Array [1..10] of motor data type"。
图 01
使用 "MOVE" 指令（***值）可以完整的初始化结构体 InOut 变量 "Motor"。在下面的例子中，临时变量 "tmp_Motor" 中的内容传到了 InOut 变量 "Motor"。在 LAD/FBD中，单个位状态通过 slice 访问方式被***到状态字中（图 02）。
图 02
临时变量和 InOut 变量必须具有相同的数据类型或者相同的结构体数据类型。图. 03 说明了在 SCL 中编程实现完整的初始化变量 "Motor"，并且是对单个元素按位访问的。
图 03
下面的例子说明初始化 DB 变量 "Motor field"。在 SCL 编程语言中，使用 FOR 指令，当 "tmp_Counter" 在指定的范围内时，循环程序循环执行。由于 PLC 数据类型是 "Array [1..10] of motor data type"，循环程序必须执行 10 次（"1 TO 10 DO"）来初始化结构体变量中的所有数组元素。
图 04
注意
在 UDT 中，可以通过声明定义初始值，这样基于 UDT 的每一个变量都有其初始值。只有对运行中的设备做程序复位时才需要初始化结构体变量。当 STOP/RUN 切换时，就会从装载存取区中提取初始值，这相当于一次复位。
使用TIA Portal V12建立OPC与S7-1500通讯连接
- CPU 1510SP-1 PN 适用于基于 S7-1500 CPU 1511-1 PN 的 SIMATIC ET 200SP
- 用于基于 ET 200SP 的高性能控制解决方案
- 增强了系统和设备的可用性
- 可连接***多 64 个 IO 设备的 PROFINET IO 控制器
- PROFINET I-Device，用于连接作为智能 PROFINET 设备、带 SIMATIC 或第三方 PROFINET I/O 控制器的 CPU
- 适用于 4 个控制器的 PROFINET 共享智能设备
- PROFINET IO IRT 接口，带集成 3 端***换机
- 经由 PROFIBUS 的等时同步模式
- 具有多种通信功能：
编程器/OP 通信，PROFINET IO，开放式 IE 通信（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP），Web 服务器和 S7 通信 （带可装载的 FB） - 可选 PROFIBUS DP 主站，用于 125 个 PROFIBUS DP 从站（带 CM DP 模块 6ES7545-5DA00-0AB0）
- 可选 PROFIBUS DP 从站（带 CM DP 模块 6ES7545-5DA00-0AB0）
- 组态控制（选项处理）
- 集成运动控制功能，可以控制速度控制轴和***轴，支持外部编码器
注
CPU 的运行需要使用 SIMATIC 存储卡。
总线适配器不在供货范围内，需要单独订购。
Area of application
CPU 1510SP-1 PN 是经济型入门级 CPU，用于不连续生产技术中对处理速度和响应速度要求不高的应用。CPU 1510SP-1 PN 可被用作 PROFINET IO 控制器或分布智能系统（PROFINET 智能设备）。集成式 PROFINET IO IRT 接口的设计形式为 3 端***换机，这样就可以在系统中通过端口 1 和 2 建立总线型拓扑，并且也可通过端口 3 来连接编程设备/PC 或 HMI 设备。
作为智能设备使用时，CPU 1510SP-1 PN 可实现在本地对过程数据进行分布式预处理，并且仅将实际需要的信息传输到上位控制器。这样做有以下优势：
- 减轻***控制器的工作负荷
- 缩短对现场重要信号的响应时间
- 数据量减少，总线系统上的负荷降低
- 各单元经过预测试并进行平行调试，设置更快速
- 由于自带机械装置,增加了可用性和灵活性
- 组态清晰明了
CPU 1510SP-1 PN 完全***于***控制器运行。如果其发生故障，CPU 1510SP-1 PN 仍继续运行。
位模块化设计的 ET 200SP I/O 系统和 CPU 1510SP-1 PN 可实现面向功能的站设计。
另外，CPU 通过易组态的块提供***控制功能，以及通过标准化 PLC-open 块 提供连接至驱动器的能力。
Design
CPU 1510SP-1 PN CPU 直接卡装到 DIN 导轨上，并具有：
- A powerful processor:
The CPU achieves command execution times as low as 72 ns per binary instruction. - 大容量工作存储器：
100 KB 用于程序，750 KB 用于数据 - SIMATIC 存储卡作为装载存储器；
允许附加固件更新、数据日志和归档等功能 - 位模块化扩展性，灵活性好；
任意组合达 64 个 I/O 模块（I/O 模块、工艺模块和通信模块）。***大 1 m 的站宽度。 - PROFINET IO IRT 接口，带集成 3 端***换机：
- 端口 1 和 2 通过总线适配器来连接（CPU 1510SP-1 PN 未提供总线适配器，不使用该适配器也可运行）。
如果需要，相应的总线适配器（BA 2xRJ45 或 BA 2xFC）需单独订购。） - 端口 3 通过集成式 RJ45 接口来连接
- 端口 1 和 2 通过总线适配器来连接（CPU 1510SP-1 PN 未提供总线适配器，不使用该适配器也可运行）。
- 集成通信功能：
- 编程器/OP 通信
- PROFINET IO
- 开放式 IE 通讯（TCP，ISO-on-TCP 和 UDP）
- Web 服务器
- S7 通信
- S7 路由
- 数据集路由
- 免维护数据备份（无电池）
- 用于错误 (Error)、运行状况 (RUN/Stop)、维护 (MT)、电源 (PWR) 以及每个端口一个链路 LED 的诊断显示
- 可选标签采用浅***或***标签条。有两种材料可供选择：
- 标签箔和带有 500 个标签条的标签卷，用于热转印打印机
- 标签纸 (280 g/m2)，规格 DIN A4，每张 100 个标签条，适用于激光打印机
- ET 200SP CPU 可带有一个参考 ID 标签
- 借助于总线适配器，可实现不同的 PROFINET 连接类型
- 在标准环境条件下，BA 2xRJ45 用于通过 RJ45 插头进行连接
- 对于运行期间的机械负荷和/或更高的 EMC 要求，可使用 BA 2xFC 来直接连接 PROFINET 电缆
- 在将 AC I/O 模块或 AI Energy Meter ST 用作***个 I/O 模块时，应将深色的基本单元用作 ET 200SP CPU 后面的***个基本单元
技术数据
| SIMATIC S7-1500, CPU 1516-3 PN/DP, CENTRAL PROCESSING UNIT WITH WORKING MEMORY 1 MB FOR PROGRAM AND 5 MB FOR DATA, 1. INTERFACE: PROFINET IRT WITH 2 PORT SWITCH, 2. INTERFACE: PROFINET RT, 3. INTERFACE: PROFIBUS, 10 NS BIT-PERFORMANCE, SIMATIC MEMORY CARD NECESSARY | ||
| 一般信息 | ||
| 产品类型标志 | CPU 1516-3 PN/DP | |
| 硬件功能状态 | FS01 | |
| 固件版本 | V1.8 | |
| 附带程序包的 | ||
| ● STEP 7 TIA 端口，可组态 / 已集成，自版本 | V13 SP1 升级版 4 | |
| 配置控制 | ||
| 通过数据组 | 是 | |
| 显示 | ||
| 屏幕对角线 (cm) | 6.1 cm | |
| 操作元件 | ||
| 按键数量 | 6 | |
| 运行模式开关 | 1 | |
| 电源电压 | ||
| 电源的电压类型 | 24 V DC | |
| 允许范围，下限 (DC) | 19.2 V | |
| 允许范围，上限 (DC) | 28.8 V | |
| 反极性保护 | 是 | |
| 电源和电压断路跨接 | ||
| ● 停电/断电跨接时间 | 5 ms | |
| 输入电流 | ||
| 耗用电流（额定值） | 0.85 A | |
| 接通电流，***大值 | 2.4 A; 额定值 | |
| I²t | 0.02 A²·s | |
| 功率 | ||
| 来自背板总线的功耗（达到均衡） | 6.7 W | |
| 背板总线上的馈电功率 | 12 W | |
| 功率损失 | ||
| 功率损失，典型值 | 7 W | |
| 存储器 | ||
| 需要 SIMATIC 存储卡 | 是 | |
| 工作存储器 | ||
| ● 集成（用于程序） | 1 Mbyte | |
| ● 集成（用于数据） | 5 Mbyte | |
| 装载存储器 | ||
| ● 插拔式（SIMATIC 存储卡），***大值 | 32 Gbyte | |
| 缓冲 | ||
| ● 免维护 | 是 | |
| CPU-处理时间 | ||
| 对于位运算，典型值 | 10 ns | |
| 对于字运算，典型值 | 12 ns | |
| 对于定点运算，典型值 | 16 ns | |
| 对于浮点运算，典型值 | 64 ns | |
| CPU-组件 | ||
| 元素数量（总数） | 6 000; 程序块 (OB、FB、FC、DB) 和 UDT | |
| DB | ||
| ● 编号范围 | 1 ... 60 999；划分如下：用户可用编号范围：1 ... 59 999 和由 SFC 86 创建的数据块的编号范围：60 000 ... 60 999 | |
| ● 容量，***大值 | 5 Mbyte; 如果模块访问未经优化，数据库的***大容量为 64 KB | |
| FB | ||
| ● 编号范围 | 0 ... 65 535 | |
| ● 容量，***大值 | 512 kbyte | |
| FC | ||
| ● 编号范围 | 0 ... 65 535 | |
| ● 容量，***大值 | 512 kbyte | |
| OB | ||
| ● 容量，***大值 | 512 kbyte | |
| ● 可用循环 OB 数量 | 100 | |
| ● 时间报警 OB 数量 | 20 | |
| ● 延迟报警 OB 数量 | 20 | |
| ● 唤醒警告 OB 数量 | 20 | |
| ● 过程报警 OB 数量 | 50 | |
| ● DPV1 报警 OB 的数量 | 3 | |
| ● 等时模式 Ob 数量 | 2 | |
| ● 技术同步警告 OB 数量 | 2 | |
| ● 启动 OB 数量 | 100 | |
| ● 异步错误 OB 数量 | 4 | |
| ● 同步错误 OB 数量 | 2 | |
| ● 诊断报警 OB 的数量 | 1 | |
| 嵌套深度 | ||
| ● 每个优先等级 | 24 | |