Positionsregelung mit SIMATIC S7-1200-Host-Controller über Modbus RTU

Bevor Sie beginnen

Lesen Sie vor der Inbetriebnahme die Sicherheitshinweise in den betreffenden Operating Instructions. Dieses Produkt ist nur für den industriellen Einsatz bestimmt. Elektrische Anschlüsse dürfen nur von Elektrofachkräften vorgenommen werden.

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Konfiguration

 

In diesem Beispiel wird die SPS SIMATIC S7-2100 über Modbus RTU mit einem Antriebsregler MINAS A6SF verbunden.

Für die SPS ist ein Kommunikationsboard erforderlich, das die Kommunikation über Modbus RTU unterstützt.

Für die RS485-Verbindung zum Kommunikationsboard wird ein spezielles Kommunikationskabel verwendet.

Im Beispiel verwendete Hardware und Software:

Geräte:

  • Antriebsregler und Motor der Serie MINAS A6SF

  • SPS SIMATIC S7-1200 (6ES7-212-1BE40-0XB0), Firmware-Version 4.7.0

  • Kommunikationsboard für SIMATIC S7-1200 CB 1241, RS-485 (6ES7-241-1CH30-1XB0)

Kabel:

  • RS485/RS232 Kommunikationskabel für MINAS A6 (X2), 8-polig, 2m QUAE0002071 (DV0PM20024CAB)

Software:

  • STEP 7 (TIA Portal) V17

  • PANATERM (kostenlos)

Übergeordnetes Thema: Quick-Start-Anleitungen

Verdrahtung

Empfehlungen zur Verdrahtung

Es ist in der Verantwortung des Anwenders, die für notwendig erachteten Maßnahmen umzusetzen, um den gültigen Installationsvorschriften und EMV- Richtlinien zu entsprechen.

Beachten Sie die technischen Daten in den Hardware-Handbüchern der zu verdrahtenden Geräte. Sollten sich Informationen in diesem Dokument und im Handbuch widersprechen, gelten die Angaben des Herstellers.

Detaillierte Hinweise zur Verringerung von Störemissionen finden Sie in den Empfehlungen zur EMV-gerechten Verdrahtung von Servo-Antriebsreglern und -Motoren.

Servoantriebsregler anschließen

Anschluss XA (Anschluss für die Spannungsversorgung)

Verbinden Sie das Spannungsversorgungskabel mit dem Anschluss XA. Schließen Sie für eine 1-phasige Spannungsversorgung von 230V eine Zweidrahtleitung wie in der Abbildung gezeigt an den Servoantriebsregler an. Die Klemme L2 wird im 1-Phasenbetrieb nicht benötigt.

Anschluss XB (Motoranschluss)

Verbinden Sie das Motorkabel mit dem Anschluss XB. Die Drähte sind mit den Buchstaben U, V und W beschriftet. Achten Sie darauf, dass Sie die Reihenfolge der Motorphasen nicht ändern, indem Sie z. B. V und W verbinden.

Anschluss X6 (Encoderanschluss)

Verbinden Sie das Encoderkabel mit dem Anschluss X6.

Anschluss X2 (serielle Kommunikationsschnittstelle)

Verbinden Sie das serielle Kommunikationskabel QUAE0002071 (DV0PM20024CAB020) mit dem Anschluss X2 und dem Kommunikationsboard der SPS S7-1200.

 

Verbinden Sie die Kontakte wie folgt:

  • TA mit T/RA und TB mit T/RB.

  • Die kurzgeschlossenen Kontakte TA-T und RA mit dem negativen Anschluss des Antriebsreglers.

  • Die kurzgeschlossenen Kontakte TB-T und RB mit dem positiven Anschluss des Antriebsreglers.

  • Der Anschluss von GND an M ist nicht erforderlich.

Anschluss X1 (USB-Anschluss für PC-Verbindung)

Der Servoantriebsregler wird mit der PC-Konfigurationssoftware PANATERM konfiguriert. Verwenden Sie ein handelsübliches USB-Kabel (Typ A auf Mini-B), um den PC mit dem Servoantriebsregler zu verbinden.

Parameter in PANATERM einstellen

Verwenden Sie die PC-Konfigurationssoftware PANATERM, um den MINAS-Servoantriebsregler zu konfigurieren.

  1. Verbinden Sie Ihren PC mit dem Anschluss X1 und schalten Sie den Servoantriebsregler ein.
  2. Starten Sie die Konfigurationssoftware PANATERM.

    Der angeschlossene Antriebsreglertyp wird von der Software automatisch erkannt.

  3. Wählen Sie OK und bestätigen Sie die angeschlossene Serie, indem Sie Ihren Antriebsreglertyp auswählen.
  4. Wählen Sie die Registerkarte Parameter.
  5. Wählen Sie Read the default im Dialogfeld Selection of parameter to be read. Wenn die Parameterwerte im Antriebsregler nicht den Standardwerten entsprechen, erscheint eine Meldung. Wählen Sie das Symbol Trans, wenn Sie die Parameter im Antriebsregler überschreiben möchten.
  6. Wählen Sie die Parameterliste Ihres Antriebsreglertyps.
  7. Wenn Sie eine Parametereinstellung ändern möchten, wählen Sie die gewünschte Parameterklasse und geben einen Wert ein. Detaillierte Beschreibungen der Parameter finden Sie in den Operating Instructions. Sie können die Parameter anhand der eindeutigen Parameternummer finden. Die Parameternummer hat das Format PrX.YY(X: Klasse, YY: Nr.).
  8. Wählen Sie je nach Parameter das Symbol Trans oder EEP, wenn Sie eine Einstellung zum Servoantriebsregler übertragen möchten. Gelbe Parameter werden mit EEP übertragen. Diese Parameter werden im EEPROM des Servoantriebsreglers gespeichert. Um die Einstellungen zu aktivieren, müssen Sie den Servoantriebsregler neu starten.

    Alle anderen Parameter werden mit Trans übertragen.

Überblick über die wichtigsten Parameter

Die folgende Tabelle enthält die Einstellungsbereiche und Beschreibungen der wichtigsten Parameter.

Parameter

Bereich

Beschreibung

Pr0.00

0 oder 1

Motordrehrichtung

Pr0.01

0 bis 6

Regelungstyp

Pr0.08

0 bis 1048576 [Pulse] (MINAS A5)

0 bis 8388608 [Pulse] (MINAS A6)

Anzahl Pulssignale per Motorumdrehung

Pr4.05

0 bis 16777215

Funktionszuordnung für Pin 29 an Anschluss X4

Pr5.29

0 bis 7

RS232C-Baudrate

Pr5.30

0 bis 7

RS485-Baudrate

Pr5.31

0 bis 127

Achsennummer

Pr5.37

0 bis 2

Kommunikationsprotokoll

Pr5.38

0 bis 5

Parität und Stoppbit für Modbus

Pr5.39

0 bis 10000

Wartezeit für Modbus-Antwort

Pr6.28

0 bis 2

Blockverarbeitungsmodus

Pr0.00 (Motordrehrichtung)

PANATERM-Parameter: Rotational direction setting

Wertebereich: 0 oder 1

Der Standardwert ist 1: Linkslauf (CCW).

Pr0.01 (Regelungstyp)

PANATERM-Parameter: Control mode setting

Wertebereich: 0 bis 6

Der Standardwert ist 0: Positionsregelung

Wählen Sie 0: Positionsregelung (der Blockverarbeitungsmodus unterstützt nur die Positionsregelung)

Pr0.08 (Anzahl Pulssignale per Motorumdrehung)

PANATERM-Parameter: Command pulse number per one motor revolution

Wertebereich: 0 bis 8388608 [Pulse]

Der Standardwert ist 10000 Pulse pro Motorumdrehung.

Pr4.05 (Funktionszuordnung für Pin 29 an Anschluss X4)

PANATERM-Parameter: SI6 input selection

Wertebereich: 0 bis 16777215

Der Standardwert ist 197379: Eingang "Servo-EIN"

Wählen Sie 0, um die Standard-Pin-Belegung zu deaktivieren.

Pr5.30 (RS485-Baudrate)

Verwenden Sie diesen Parameter, wenn der Servoantriebsregler über RS485 verbunden ist.

PANATERM-Parameter: RS485 communication baud rate setting

Wertebereich: 0 bis 7 (2400 bis 230400bit/s)

Der Standardwert ist 2 (9600bit/s).

Die im SPS-Programm und im Servoantriebsregler eingestellte Baudrate muss gleich sein.

Pr5.31 (Achsennummer)

PANATERM-Parameter: Axis number

Wertebereich: 0 bis 127

Der Standardwert ist 1.

Wählen Sie einen Wert zwischen 1 und 127 0 ist für Modbus-RTU nicht erlaubt. Die im SPS-Programm und im Servoantriebsregler eingestellte Achsennummer muss gleich sein.

Pr5.37 (Kommunikationsprotokoll)

PANATERM-Parameter: Modbus connection setting

Wertebereich: 0 bis 2

Der Standardwert ist 0 (MINAS-Standardprotokoll).

Wählen Sie 2: Modbus-RTU (RS485-Kommunikation).

Pr5.38 (Parität und Stoppbit für Modbus)

PANATERM-Parameter: Modbus communication setting

Wertebereich: 0 bis 5

Der Standardwert ist 0: Gerade/1 Bit

Die im SPS-Programm und im Servoantriebsregler gewählten Einstellungen für Parität und Stoppbit müssen gleich sein.

Pr5.39 (Wartezeit für Modbus-Antwort)

PANATERM-Parameter: Modbus response waiting time

Wertebereich: 0 bis 10000

Der Standardwert ist 0.

Pr6.28 (Blockverarbeitungsmodus)

PANATERM-Parameter: Special function selection

Wertebereich: 0 bis 1

Der Standardwert ist 0.

Wählen Sie 1: Blockverarbeitung gültig (Modbus)

Den Host-Controller konfigurieren

Ein neues Projekt in TIA Portal erstellen

Wenn Sie in TIA Portal ein neues Projekt erstellen, müssen Sie die verwendete SPS auswählen, das Kommunikationsboard hinzufügen und die IP-Adresse einstellen.

  1. Wählen Sie den SPS-Typ.

  2. Wählen Sie die Sicherheitseinstellungen. In diesem Beispiel wird kein Passwort gesetzt.

  3. Fügen Sie das für die Kommunikation über Modbus-RTU verwendete Kommunikationsboard hinzu.

  4. Legen Sie die IP-Adresse der SPS fest. SPS und PC müssen sich im selben Netzwerk befinden.

Ein SPS-Programm erstellen

Öffnen Sie in der Taskcard Kommunikation unter Kommunikationsprozessor das Verzeichnis der MODBUS-Anweisungen. Fügen Sie MB_COMM_LOAD und MB_MASTER zum Programmblock Main hinzu.

MB_COMM_LOAD

Verwenden Sie die Anweisung MB_COMM_LOAD, für die Portkonfiguration des Modbus RTU-Kommunikationsboards.

 

Eingang

EN

Aktiviert den Befehl.

REQ

Die Verarbeitung beginnt bei einer steigenden Flanke. Wir empfehlen, die Flankenerkennung im ersten Zyklus zuzulassen (Bit FirstScan).

PORT

Stellen Sie den Port für die Kommunikation ein.

BAUD

Legen Sie die Baudrate fest. Wählen Sie denselben Wert wie für die PANATERM-Einstellung Pr.5.30.

Werte:
  • 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 76800, 115200
PARITY

Stellen Sie die Parität für die Kommunikation ein. Wählen Sie denselben Wert wie für die PANATERM-Einstellung Pr.5.38.

Werte:
  • 0: Keine
  • 1: Ungerade
  • 2: Gerade
MB_DB

Geben Sie den Namen für die Anweisung MB_MASTER ein.

Ausgang

ENO

TRUE, wenn die Funktion fehlerfrei ausgeführt wurde.

DONE

TRUE für einen Zyklus, nachdem die letzte Anforderung fehlerfrei ausgeführt wurde.

ERROR

TRUE für einen Zyklus, wenn nach der Ausführung der letzten Anforderung ein Fehler erkannt wurde.

STATUS

Liefert den Fehlercode.

MB_MASTER

Verwenden Sie die Anweisung MB_MASTER, um Daten zum Modbus-RTU-Slave zu übertragen.

 

Eingang

EN

Aktiviert den Befehl.

REQ

Legen Sie die Parameter für die Datenübertragung zum Modbus-RTU-Slave fest. In diesem Beispiel wird die Konfigurationsanweisung MB_COMM_LD alle 0.5s ausgeführt.

MB_ADDR

Stellen Sie die Slave-ID ein. Wählen Sie denselben Wert wie für die PANATERM-Einstellung Pr.5.31.

MODE

Stellen Sie den Operationstyp ein.

Werte:
  • 0: Lesen
  • 1: Schreiben
DATA_ADDR

Legen Sie die Anfangsadresse der Daten im Slave fest, auf die zugegriffen werden soll. Alle gültigen Adressen sind in der Modbus-Funktionstabelle enthalten.

Quelle: S7-1200 Automatisierungssystem, Systemhandbuch, V4.2.3, 08/2018, A5E02486681-AL

Anmerkung
Zu der Modbus-Adresse, die im Handbuch Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042) angegeben wird, muss 1 hinzugefügt werden.
DATA_LEN

Stellen Sie die Anzahl der Bits oder Worte fest, auf die zugegriffen werde soll. Alle gültigen Längenwerte sind in der Modbus-Funktionstabelle enthalten.

DATA_PTR

Zeigt auf die Variable, die die zu lesenden Daten empfängt oder die zu schreibenden Daten enthält. Verwenden Sie ein Array, um mehrere Register zu lesen oder zu schreiben.

Ausgang

ENO

TRUE, wenn die Funktion fehlerfrei ausgeführt wurde.

DONE

TRUE für einen Zyklus, nachdem die letzte Anforderung fehlerfrei ausgeführt wurde.

BUSY
Werte:
  • 0: Keine Operation aktiv
  • 1: Operation aktiv
ERROR

TRUE für einen Zyklus, wenn nach der Ausführung der letzten Anforderung ein Fehler erkannt wurde.

STATUS

Liefert den Fehlercode.

Programmierbeispiele

Servo ON - Servo OFF einstellen

Um das Signal "Servo EIN“ zum Antriebsregler zu senden, geben Sie an DATA_ADDR die Modbus-Adresse für SERV-ON an und setzen DATA_PTR auf TRUE.

Für die Anforderung SERV-OFF wird DATA_PTR auf FALSE gesetzt.

Anmerkung

Zu der Modbus-Adresse, die im Handbuch Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042) angegeben wird, muss 1 hinzugefügt werden.

In diesem Beispiel legen wir an DATA_ADDR den Wert 97 (0060h = 96) an.

Quelle: Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042)

 

Ein Blockbefehlsnummer angeben

Für die Ausführung eines Blockbefehls, geben Sie die Modbus-Adresse für Blocknummern an DATA_ADDR und die Nummer des Blockbefehls an DATA_PTR an. In diesem Beispiel verwenden wir Blockbefehl Nummer 5.

Anmerkung

Zu der Modbus-Adresse, die im Handbuch Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042) angegeben wird, muss 1 hinzugefügt werden. Der Modbus-Adresse wird der Funktionscode 4 vorangestellt.

In diesem Beispiel legen wir an DATA_ADDR den Wert 417429 (4202h = 17428, Funktionscode = 4) an.

Quelle: Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042)

 

Encoderposition lesen

Zum Lesen der Encoderposition wird an DATA_ADDR die Modbus-Adresse für Singleturn- oder Multiturn-Operationen angegeben. DATA_PTR zeigt auf die Datenbytes des Positionswerts.

Anmerkung

Zu der Modbus-Adresse, die im Handbuch Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042) angegeben wird, muss 1 hinzugefügt werden. Der Modbus-Adresse wird der Funktionscode 4 vorangestellt.

In diesem Beispiel legen wir an DATA_ADDR den Wert 416899 (4202h = 16898, Funkctionscode = 4) an.

Quelle: Technical Reference - Modbus communication and block operation specification (SX-DSV03042)

 

Letzte Änderung: 2025-05-13Feedback zu dieser SeitePanasonic Hotline