EP3与威纶通触摸屏的Modbus通讯

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1、EP3与威纶通触摸屏的Modbus通讯 Modbus连接实现 伺服控制 武汉迈信电气技术 Maxsine 修订历史 技术笔记 ? WuHan Maxsine Electric CO., LTD. i Maxsine 目录 1. 摘要 . 3 2. 引言 . 3 3. 正文 . 3 3.1 1EP3驱动器通讯功能介绍以及与威纶通触摸屏的连接 . 3 3.1.1 EP3通讯功能说明 . 3 3.1.2 X3端子插头 . 3 3.1.3 EP3的与威纶通TK6070iP连接 . 4 3.1.4 通讯硬件界面 . 5 3.1.5 通讯参数 . 5 3.1.7 参数的写入与读出 . 11 3.1.9 状

2、态量监视 . 11操作实例 . 13 3.2 威纶通TK6070iP的配置 . 14 3.2.1 测试实例讲解 . 14 3.2.2 组态步骤 . 14 3.2.3 关于MODBUS各地址的说明 . 17 4. 结语 . 18 参考文献 . 19 技术笔记 ? WuHan Maxsine Electric CO., LTD. ii Maxsine 1. 摘要 摘 要：迈信EP3系列驱动器大多都支持Modbus 通讯，驱动器上的X3端子为RS485硬件接口。本文以 威纶通TK6070触摸屏为例介绍EP3驱动器与之在Modbus RTU模式下的通讯。 关键词：Maxsine EP3 伺服、威纶通T

3、K6070触摸屏、Modbus RTU Abstract：This article introduced Maxsine EP3 Servo Drive in the Modbus communication mode. Maxsine EP3 series drive mostly supported Modbus communication, On the EP3 Drive X3 terminals is for RS485 hardware interface. EP3 Servo Drive with TK6070 touch screen as an example to intr

4、oduce EP3 drives in Modbus RTU mode of communication with them. Key words：Maxsine EP3 Servo、Weinview、Modbus. 2. 引言 为适应市场需要，迈信电气已推出支持Modbus通讯的EP3系列伺服驱动器。针对市场需求，我们将介绍迈信EP系列伺服驱动器与威纶通触摸屏通过Modbus通讯组成伺服控制系统的配置方案，本文以迈信 EP3伺服驱动器和威纶通TK6070触摸屏为例对相关配置做简要介绍。 3. 正文 3.1 1EP3驱动器通讯功能介绍以及与威纶通触摸屏的连接 3.1.1 EP3通讯功能说明 E

5、P3驱动器具有Modbus通讯功能，可以与带Modbus通讯功能的PLC，触摸屏等组态，形成控制系统。在Modbus通讯中EP3驱动器作为从站使用。 3.1.2 X3端子插头 通信端子使用双排DB9插座，使用隔离485接口。信号线输入和输出定义如下所示： 3 X3接口局部电路图如下： 图中A表示差分正信号输入和输出；B表示差分负信号输入和输出。 3.1.3 EP3的与威纶通TK6070iP连接 本文侧重于EP3的Modbus通讯相关的信息，关于EP3驱动器的其他相关接线配置如：主回路接线， 4 Maxsine 制动电阻连接，编码器信号连接，通讯端子连接等，请参考如下网页所提供的资料： 通讯硬件

6、界面 1. 伺服驱动器： 具有RS-485的串行通讯功能，使用MODBUS协议可实现伺服系统驱动、参数变更及伺服系统状态监视等多项功能。 具有USB通讯功能，需配合PC端软件使用，可以进行参数变更等操作，具体信息请参考PC机端软件使用说明等相关文档。 通讯参数 使用RS-485通讯时，伺服驱动器的站号需由此参数各自设定为不同值，站号地址的设定范围为132，默认值为1，此站号代表本驱动器在通讯网络中的绝对地址，重复设定站号将导致无法正常通讯。 通过此参数选择使用USB通讯口或者RS-485通讯的波特率，值为0时选择使用USB通讯口，值为16时选择使用RS-485通讯口，不同的值对应不同的波特率，

7、选择的通讯波特率需与上位控制器的通讯波特率一致，具体的设定值如下： 参数意义： 0：使用USB接口通讯，需配合PC端软件使用； 1：使用RS-485接口通讯，波特率为4800； 2：使用RS-485接口通讯，波特率为9600； 3：使用RS-485接口通讯，波特率为19200； 4：使用RS-485接口通讯，波特率为38400； 5：使用RS-485接口通讯，波特率为57600； 通过此参数选择RS-485的通讯协议，选择的通讯协议需与上位控制器的通讯协议一致，具体的设定值如下： 参数意义： 0：8，N，1MODBUS, ASCII 1：8，E，1MODBUS, ASCII 2：8，O，1MO

8、DBUS, ASCII 3：8，N，1MODBUS, RTU 4：8，E，1MODBUS, RTU 5：8，O，1MODBUS, RTU 3.1.6 数字8代表传输的数据为8位；英文字母N、E、O代表奇偶性位，N表示不使用此位，E表示1偶位，O表示1奇位；数字1表示结束位为1个。1.6 MODBUS通讯协议 使用RS-485串行通讯时，每一台伺服驱动器必须预先在参数P300上设定其伺服驱动器站号，计算机或 5 Maxsine 者上位控制器根据站号与相应的伺服驱动器通讯，通讯波特率需要参考上位控制器的通讯参数来设定驱动器P301参数。其中MODBUS可使用以下两种模式：ASCIIAmerican

9、 Standard Code for information interchange模式或 RTURemote Terminal Unit模式。使用者可于参数P302上设定所需的通讯协议。以下说明 MODBUS 通讯。 1. 编码意义 ASCII模式： 每个8bits数据由两个ASCII字符组成。例如：一个1byte数据64H(十六进制表示法)，以ASCII“64表示，包含了6的ASCII码(36H)及4的ASCII码(34H)。 数字0 RTU模式： 每个8bits数据由两个4bits的十六进制字符所组成。例如：1byte数据64H。 2. 字符结构： 10bits字符框(用于8bits字符

10、不加校验) 8, N, 1 11bits字符框(用于8bit字符加校验) 8，E，8，O， 3. 通讯数据结构： ASCII模式： 6 ? STX(通讯起始) ASCII模式：字符。 RTU模式：与上帧的时间间隔最小为字符时间。 ADR(通讯地址) 合法的通讯地址范围在1到32之间，如下所示：与站号为16(十六进制10H)的伺服驱动器进行通讯： ASCII模式：ADR=1，0 => 1=31H，0=30H RTU 模式：ADR = 10H CMD(命令码)及DATA(数据字符) 数据字符的格式依命令码而定。常用的命令码表达如下: 命令码03H，读取N个字(16bit)，N最大为100。例

11、如：从站号为01H伺服驱动 器的0段5号参数处连续读取2个参数。 ASCII模式： 7 RTU模式： 命令码06H，写入1个参数，N最大为100。例如：将100(0064H)写入到站号为01H的伺服驱动器的0 段05号参数 ASCII模式： 8 Maxsine RTU模式： 每次操作的参数仅限于相同的参数段，不同的参数段参数需要分别操作。 LRC(ASCII模式)与CRC(RTU模式)帧校验计算： LRC帧校验： ASCII模式采用LRC(Longitudinal Redundancy Check)帧校验。LRC的计算将报文中从ADR开始到最后一笔数据内容之间的所有8bit字节相加，忽略进位，

12、然后求出其二进制补码。(例如：相加之后得到的结果为十六进制的128H那么只取28H)，然后计算其二进制补码，之后所得到的结果即为LRC帧校验。 LRC计算过程如下： 01H+03H+00H+05H+00H+02H=0BH， 对0BH取二进制的补码为F5H，故LRC为F，5。 RTU模式： RTU模式采用CRC(Cyclical Redundancy Check)帧校验，CRC帧校验计算以以下步骤说明： 步骤一：初始化一个内容为FFFFH的16bits存放器，称之为CRC存放器。 步骤二：将命令信息的第一个字节与16-bitsCRC存放器的低字节进行异或运算，并将结果存回CRC 9 Maxsin

13、e 存放器。 步骤三：检查CRC存放器的最低位(LSB)，假设此位为0，那么右移一位；假设此位为1，那么CRC存放器值右 移一位后，再与A001H进行异或运算。 步骤四：回到步骤三，直到步骤三已被执行过8次，然后进到步骤五。 步骤五：对命令信息的下一个字节重复步骤二到步骤四，直到所有字节都完成上 述处理，此 时CRC存放器的内容即是CRC帧校验。 说明：计算出CRC帧校验之后，在命令信息中，须先填上CRC的低位，再填上CRC的高位，请参考以下例 子。 例如：读取站号为01H的伺服驱动器的0段05号参数。从ADR至数据的最后一字节所算出的CRC存放器的最后内容为3794H，那么其命令信息如下所示

14、，须注意的是：字节94H应在字节37H之前传送。 End1、End0通信结束： ASCII模式：以0DH，即字符r和0AH，即字符n，代表通信结束。 RTU模式：与下帧的时间间隔最小为字符时间。 10 Maxsine 参数的写入与读出 伺服驱动器所有参数请参照参数章节，参数按参数段进行划分。每个参数使用16bit的数据表示，每个参数的通信地址由参数段号与段内的参数序号共同确定，地址为16bits，参数段号为地址的高8bits，参数段内的序号为地址的低8bits，例如参数P330的通讯地址即为3256+30=798，其他参数依次类推。 经由通讯所能够写入与读出的参数格式说明状态量读取请参考章节：

15、所读取和写入的参数须为十进制的整形数，在驱动器显示面板与说明书手册中标记有带小数点的参数，在读取和写入操作的过程中都被放大了相应的倍数，使其变成十进制的整形数。显示格式为二进制的参数，在读取和写入操作的过程中实际使用的为其等值的十进制整形数。具体如下，操作实例见章节说明，各参数变换方式详见说明书 3.1.8 在参数局部描述的所有参数都可以通过通讯来读取和写入，具体请参考说明书第五章参数局部所述。常用操作命令 伺服驱动器内部参数可以通过RS-485通讯口进行读写操作，在读写完成之后，可以通过特定的操作命令对驱动器参数表进行整体操作。 首先将操作码写入到操作命令码存放器，经过一定的延时时间后，读取

16、操作状态存放器，读出特定的值表示操作成功完成，操作的地址如下所示： 。各命令码的具体说明如下： 3.1.9 状态量监视 伺服驱动器内部的状态量可以通过RS-485通讯口读出，不能进行写入操作。状态量以16bit数据存储，其中精确到小数位的数值，经通讯口读出时，数值进行10倍、100倍的放大。此种情况与参数读取局部相同，操作实例见章节说明，相关的状态量的组织顺序如下所示： 0x1000：电机速度，单位“r/min； 0x1001：原始位置指令(输入脉冲)低16bit； 0x1002：原始位置指令(输入脉冲)高16bit； 11 Maxsine 0x1003：位置指令(脉冲)低16bit； 0x1

17、004：位置指令(脉冲)高16bit； 0x1005：当前位置(脉冲)低16bit； 0x1006：当前位置(脉冲)高16bit； 0x1007：位置偏差(脉冲)低16bit； 0x1008：位置偏差(脉冲)高16bit； 0x1009：电机转矩，单位“%； 0x100A：峰值转矩，单位“%； 0x100B：电机电流，单位“A； 0x100C：峰值电流，单位“A； 0x100D：位置指令脉冲频率，单位“kHz； 0x100E：速度指令，单位“r/min； 0x100F：转矩指令，单位“%； 0x1010：速度模拟指令电压，单位“mV； 0x1011：转矩模拟指令电压，单位“mV； 0x1012

18、：输入端子DI状态，注1； 0x1013：输出端子DO状态，注2； 0x1014：转子绝对位置(脉冲)低16bit； 0x1015：转子绝对位置(脉冲)高16bit； 0x1016：累计负载率，单位“%； 0x1017：再生制动负载率，单位“%； 0x1018：报警代码； 0x101A：母线电压，单位“V； 0x101B：模块内部温度，单位“； 0x101C：多圈的位置(在无多圈信息时，读出0值)； bit15bit5位保存以后使用。 注1：此地址读出的数据为16bit，其中bit4bit0表示DI5DI1的输入状态，“1表示输入高电平，“0表示输入低电平； 技术笔记 ? WuHan Maxs

19、ine Electric CO., LTD. 12 Maxsine 注2：此地址读出的数据位16bit，其中bit2bit0表示DO3DO1的输出状态，“1表示输出高电平，“0表示输出低电平；bit15bit3位保存以后使用。操作实例 以下通过三个操作实例来说明对参数段的操作和状态量的操作。 1. 状态量局部的操作，此局部内容只读： 驱动器“d- 中的“d-A1状态量的值显示为8，单位为mV，通过通讯口读“速 度模拟指令电压状态量时，读出的值为8，单位为mV。 2. 参数局部的操作，此局部内容可读写： 驱动器P006参数(第一速度环积分时间常数)值显示为，单位为ms，通过通讯口读取参数P006

20、，读出的值为200，此参数的精度精确到小数点后1位，在读出操作时进行了10倍的放大。 驱动器P007参数(第一转矩滤波时间常数)值显示为，单位为ms，通过通讯口修改参数P007的值为，应写入的值为200，此参数的精度精确到小数点后2位，在写入操作中需要进行100倍放大，如果直接写入参数值2，那么驱动器上P007参数显示为。 3. 状态量的值写入到参数： 在速度控制模式下，外部输入的模拟量值为0，驱动器“d- 中的“d-A1状态量的值即为模拟量的零偏，可以通过通讯口将此值读出，并写入到驱动器的P047参数中消除零偏。其中，“d-A1状态量的值为整数，参数P047值精确到小数点后1位，在读出操作时

21、，读出的是没有经过放大处理的整数值，在写入操作中，就需要将此值放大10倍后再进行写入操作。 以上例中说明，驱动器“d- 中的“d-A1显示为8，单位为mV，读取此状态量得到数值“8，后续应将数值“80写入到P047参数中。 13 Maxsine 3.2 威纶通TK6070iP的配置 3.2.1 测试实例讲解 下面我们以一个小实例来讲解如何对触摸屏进行组态。 要求：在面板中显示读取“电机速度、“电机转矩、“峰值转矩、“电机电流、“母线 电压、“峰值电流、“模块温度七项参数，并修改P05号参数。 完成以后的界面如以下图所示： 这是在软件中编辑完成后的画面，在触摸屏与伺服驱动器通讯成功后每个文本显示

22、框都会有相应的数据内容。 本例中使用的是Modbus RTU模式，驱动器站号为1，波特率：9600，数据位：8bit，校验：Even，停止位：1bit。那么P300=1，P301=2，P302=4。这些参数在驱动器中和触摸屏中都要配置的一致，否者通讯不能正常运行。 3.2.2 组态步骤 EB8000中配置相关参数： 1.翻开编辑系统参数设置HMI 属性：选择相应的触摸屏型号 2.新增PLC驱动器内部的通讯功能看做一台PLC从站 14 Maxsine 3. 设置从站通讯的参数： 15 Maxsine 以上设置好之后就要进入单个原件的设置步骤了。 4.在界面中添加文本，数值输入，数值显示等元素，使

23、得符合要求中的界面。 其中“读操作中元素为“数值显示： 而“写操作中元素为“数值输入： 16 Maxsine 5.本测试实例中除“命令码存放器和“状态码存放器地址项中要选中“6x外，其余都选择“4x ： 其中，“0x，1x，3x，4x，5x，6x具体的含义见下面内容。输入输出框 所对应的地址的设置，已在上文中讲解过，这里就不再赘述。 配置完成以后就将所编工程保存，编译并下载到触摸屏中，完成触摸屏和驱动器的设置以后就能进行数据读写等通讯操作了。 3.2.3 关于MODBUS各地址的说明 EB8000软件中MODBUS协议中设备类型为0x，1x，3x，4x，5x，6x，还有4x_bit，3x_bi

24、t等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。 0x： 是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读位状态的时候，发出的功能码为01H，写位状态的时候发出的功能码为05H。 1x：是一个只读的设备类型，相当于读PLC的输入点。读位状态的时候发出的功能码为02H。 3x：是一个只读的设备类型，相当于读PLC的模拟量。读数据的时候，发出的功能码为04H。 4x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的数据存放器。当读数据的时候，发出的功能码是03H，当写数据的时候发出的功能码是10H。 5x： 该设备类型与4x的设备类型属性是一样的。即发出读写的功能码完

25、全一样。不同之处在于，当为双字时，譬如32_bit unsigned格式的数据，使用5x和4x两种设备类型分别读取数据时，高字和低字的位置是颠倒的。譬如，使用4x设备类型读到的数据是0x1234，那么使用5x设备类型读取的数据是0x3412。 6x： 是一个可读可写的设备类型，读数据的时候发出的功能码也是03H，与4x不同之处在于写数据的时候，发出的功能码为06H，即写单个存放器的数据。 3x_bit： 该设备类型支持的功能码与3x设备类型完全一致，不同之处是，3x是读数据，而3x_bit是读数据中的某一个bit的状态。 4x_bit： 该设备类型支持的功能码与4x设备类型完全一致，不同之处是，4x是读数据，而4x_bit是读数据中的某一个bit的状态。 17 Maxsine 4. 结语 迈信EP系列伺服驱动器支持两种通讯形式，分别为POWERLINK总线通讯方式和Modbus通讯方式。用户可根据自身需要选择不同的通讯模式下的机种。 您有任何疑问可联系我们： 18 Maxsine 参考文献 1 迈信电气 ?EP3系列交流伺服驱动器使用手册? 2 威纶通?EB8000说明书? 19