西门子变频器MODBUS通讯

2020-11-27

概述

在;MODBUS;通讯中,只有主站可以发起通讯,从站应答。;主站可使用两种方式向从站;发送消息。;一种是单播模式(地址为;1;至;247),此模式下主站直接寻址一个从站;另;一种是广播模式(地址为;0),此模式下主站寻址所有从站。

当从站被寻址并收到消息后,可以通过功能代码得知要执行的任务。从站接收的某些数据;对应由功能代码定义的任务。;此外还包含一个用于错误检测的;CRC(循环冗余校验)码。

MODBUS;从站在接收并处理一个单播消息之后会发送应答,此前提是接收的消息中未检;测到错误。;如果发生处理错误,从站会发送错误消息进行应答。;消息中有如下固定的成;帧字符不可被更改:8;个数据位、1;个奇偶校验位以及;1;个或;2;个停止位。

西门子变频器MODBUS通讯

支持的功能代码

SINAMICS V20 仅支持三种功能代码。;如果收到带有未知功能代码的请求,从站会返回;错误消息。

FC3 - 读保持寄存器

当接收的消息带有;FC =;0;x;03;时,则为;4;字节数据,即;FC3;有;4;字节数据:

  • 2字节为寄存器的起始地址
  • 2字节为寄存器数量
字节;1 字节;2 字节;3 字节;4 字节;5 字节;6 字节;7 字节;8
地址 FC

(0x03)

起始地址 寄存器数 CRC

变频器的响应

字节;1 字节;2 字节;3 字节;4 字节;5 ... 字节;N*2

-;1

字节;N*2 字节;N*2

;1

字节;N*2

;2

地址 FC

(0x03)

字节数 寄存器;1;的值 ... 寄存器;N;的值 CRC

FC6 - 写单一寄存器

当接收的消息带有;FC =;0x06;时,则为;4;字节数据,即;FC6;有;4;字节数据:

  • 2字节为寄存器的起始地址
  • 2字节为寄存器值
字节;1 字节;2 字节;3 字节;4 字节;5 字节;6 字节;7 字节;8
地址 FC

(0x06)

起始地址 新寄存器值 CRC

变频器的响应

字节;1 字节;2 字节;3 字节;4 字节;5 字节;6 字节;7 字节;8
地址 FC

(0x06)

起始地址 新寄存器值 CRC

FC16 -;写多寄存器

当接收的消息带有;FC =;0x10;时,则为;5; ;N 字节数据,即;FC16;有;5; ;N;字节数据:

  • 2字节为寄存器的起始地址
  • 2字节为寄存器数量
  • 1字节为字节计数
  • N字节为寄存器值

西门子变频器MODBUS通讯

西门子变频器MODBUS通讯

异常响应

;如果在;MODBUS;请求处理时检测到错误,从站会返回请求的功能代码进行响应,但数据;域中只包含功能代码的高位以及异常代码。;但是,在全局地址;0;上检测到的任何错误;都不会产生响应,因为所有从站不能同时进行响应。

如果在接收到的消息中检测到错误(例如,奇偶校验错误、CRC;错误等),从站不会向;主站发送响应。

请注意,如果收到带有;FC16;的请求且其中包含一个变频器无法执行的写指令(包括向零;条目中写入),从站即使发送异常响应也仍然会执行其他有效的写指令。

SINAMICS;V20;支持以下;MODBUS;异常代码:

异常代码 MODBUS;名称 含义
01 非法功能代码 不支持的功能代码;–;仅支持;FC3、FC6;和

FC16

02 非法数据地址 查询无效地址。
03 非法数据值 识别到无效的数据值。
04 从站装置故障 从站装置在进行处理操作时发生不可恢复的;错误。

下表列出了异常代码所对应的错误情况:

错误描述 异常代码
未知功能代码 01
读寄存器,不在范围内 02
写寄存器,不在范围内 02
过多寄存器(;125)的读请求 03
过多寄存器(;123)的写请求 03
消息长度不正确 03
向只读寄存器中写入 04
写寄存器,参数访问错误 04
读寄存器,参数管理器错误 04
向零条目中写入 04
未知错误 04

变频器基本设置

参数 功能 设置
P0010 调试参数 = 30:;恢复出厂设置
P0970 工厂复位 可能的设置:

= 1:;所有参数(不包括用户默认设置)复位至默认;值

= 21:;所有参数以及所有用户默认设置复位至工厂复;位状态

说明:;参数;P2010、P2021、P2023;的值不受工厂;复位影响。

P0003 用户访问级别 =;3
P0700 选择命令源 =;5:;RS485;上的;USS;/;MODBUS

工厂缺省值:;1(操作面板)

P2010[0] USS / MODBUS;波特率 可能的设置:

= 6: 9600;bps(工厂缺省值)

= 7: 19200;bps

= 8: 38400;bps

...

= 12: 115200 bps

P2014[0] USS / MODBUS;报文间断时间

[ms]

时间设为;0;时不发生故障(即看门狗被禁止)。
P2021 Modbus;地址 设置变频器的**地址。

范围:;1;至;247(工厂缺省值:1)

P2022 Modbus;应答超时[ms] 范围:;0;至;10000(工厂缺省值:1000)
P2023 RS485;协议选择 = 2:;Modbus

工厂缺省值:;1(USS)

说明:;在更改;P2023;后,须对变频器重新上电。;在此过程中,请在变频器断电后等待数秒,确保;LED 灯熄灭或显示屏空白后方可再次接通电源。;如;果通过;PLC;更改;P2023,须确保所做出的更改已通;过;P0971;保存到;EEPROM;中。

参数 功能 设置
r2024[0]

...;r2031[0]

USS / MODBUS;错误统计 无论;P2023;中选择何种通讯协议,都可以报告

RS485;上的报文信息状态。

r2018[0...7] CO:通过;RS485;上的;USS;/;MODBUS 接收的;PZD 显示通过;RS485;上的;USS/MODBUS;接收的过程;数据。
P2019[0...7] CI:通过;RS485;上的;USS;/;MODBUS 发送的;PZD 显示通过;RS485;上的;USS/MODBUS;发送的过程;数据。
P2034 RS485;上的;MODBUS 奇偶校验 设置;RS485;上;MODBUS;报文的奇偶校验。;可能的设置:

= 0: 无奇偶校验

= 1:;奇校验

= 2:;偶校验

P2035 RS485;上的;MODBUS 停止位 设置;RS485;上;MODBUS;报文中的停止位数。;可能的设置:

= 1: 1;个停止位

= 2: 2;个停止位

映射表

;SINAMICS;V20;变频器支持两组寄存器(40001;至;40062、40100;至;40522),如下表;所示。;“访问类型”一列中的“R”、“W”、“R/W”分别代表读、写、读/写。

HSW(转速设定值)、HIW(实际转速)、STW(控制字)、ZSW(状态字)为控制数;据。

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编程举例

;以下程序为计算;MODBUS;RTU;的;CRC;的示例。

unsigned int crc_16 (unsigned char *buffer, unsigned int;length)

{

unsigned int i, j, temp_bit, temp_int,;crc;;crc =;0xFFFF;

for ( i = 0; i

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