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Configuración de la comunicación maestra Modbus RTU PtP del ET 200SP CM en SIMATIC PCS 7

En SIMATIC PCS 7, la configuración del módulo de comunicación serie ET 200SP CM PtP (6ES7137-6AA00-0BA0) para el funcionamiento Modbus RTU Master requiere utilizar la biblioteca de bloques PtP S7-300/S7-400 ET 200SP dedicada en lugar de bloques TIA Portal. La comunicación se organiza en diagramas CFC utilizando Comm_Load (FB 640) para la parametrización de puertos durante el inicio de la CPU y Modbus_Master (FB 641) para el sondeo cíclico de dispositivos esclavos Modbus a través de RS-485, con datos asignados directamente a bloques de datos S7 designados.

Índice de contenidos

Arquitectura de hardware y requisitos de biblioteca en PCS 7

El sistema de periferia descentralizada SIMATIC ET 200SP se conecta a estaciones de automatización PCS 7 (S7-400 / S7-410) a través de PROFINET IO mediante el módulo de interfaz High Feature (IM 155-6 PN HF). Las comunicaciones serie las proporciona el módulo CM PtP (6ES7 137-6AA00-0BA0), que admite interfaces físicas RS-232, RS-422 y RS-485.

Los ingenieros que migran desde TIA Portal suelen tener dificultades porque las instrucciones TIA estándar Modbus_Comm_Load y Modbus_Master no se pueden importar directamente al STEP 7 V5.6 / PCS 7 CFC.

En SIMATIC PCS 7:
* Biblioteca de bloques dedicada: la comunicación Modbus RTU utiliza la biblioteca de bloques oficial de Siemens: Comunicación PtP ET 200SP para SIMATIC S7-300/S7-400 (ID de entrada de SIOS 109477583/109748680).
* Bloques de funciones principales:
* Comm_Load (FB 640): Configura el protocolo del puerto, la velocidad en baudios, la paridad, el control de flujo y vincula el puerto del hardware a las estructuras de memoria interna.
* Modbus_Master (FB 641): Ejecuta solicitudes de lectura y escritura Modbus (registros de retención, registros de entrada, bobinas) utilizando códigos de función Modbus (01, 02, 03, 04, 05, 06, 16).
* Modbus_Slave (FB 642): Opera el puerto como respondedor esclavo Modbus RTU si es necesario.

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| S7-400 / S7-410 Controller (PCS 7 CFC Program)              |
| 1. Comm_Load (FB 640): Initializes Baud, Parity, Port ID   |
| 2. Modbus_Master (FB 641): Polling Scheduler & DB Mapper   |
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                              |
                              v PROFINET IO (IM 155-6 PN HF)
+-------------------------------------------------------------+
| ET 200SP Station: CM PtP Module (6ES7 137-6AA00-0BA0)       |
+-------------------------------------------------------------+
                              |
                              v RS-485 2-Wire Serial Bus
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| Modbus RTU Slaves (Power Meters, Drives, Gas Analyzers)     |
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Procedimiento de configuración paso a paso para Modbus RTU Master

Siga este procedimiento para configurar el módulo PtP ET 200SP CM en HW Config y programar la lógica maestra Modbus en CFC.

Requisitos previos

  • Estación ET 200SP insertada en HW Config con módulo IM 155-6 PN HF y CM PtP.
  • Biblioteca PtP ET 200SP instalada en la Estación de ingeniería (ES).
  • Cableado físico RS-485 de 2 hilos conectado (Terminal 12 = Rx/Tx+, Terminal 14 = Rx/Tx-, Terminal 16 = Blindaje/GND).

Paso 1: Configurar el módulo CM PtP en HW Config

  1. En SIMATIC Manager, abra HW Config.
  2. Localice el módulo CM PtP en el bastidor ET 200SP.
  3. Haga doble clic en el módulo para abrir Propiedades.
  4. En la pestaña Parámetros:
    * Protocolo: Seleccione Freeport / Modbus RTU.
    * Interfaz: Seleccione RS-485 (2-wire half duplex).
  5. En la pestaña Direcciones:
    * Tenga en cuenta la Dirección de diagnóstico de hardware asignada (o dirección base de E/S, por ejemplo, LADDR = 512).
  6. Haga clic en Guardar y compilar y descargue la configuración del hardware.

Paso 2: Crear bloques de datos para buffers de envío/recepción

  1. En SIMATIC Manager, cree un bloque de datos global (por ejemplo, DB 100) para contener datos de sondeo Modbus.
  2. Estructurar la base de datos con matrices que coincidan con los recuentos de registros que se leerán desde los dispositivos de campo (por ejemplo, Meter1_Registers: ARRAY[1..20] OF WORD).

Paso 3: Configurar Comm_Load en CFC

  1. Abra un diagramas CFC asignado al inicio (OB100) o a la ejecución cíclica (OB35).
  2. Inserte una instancia de Comm_Load (FB 640).
  3. Configure los parámetros de entrada:
    * PORT: Ingrese la dirección de hardware del módulo CM PtP desde HW Config (por ejemplo, 512).
    * BAUD: establece la velocidad en baudios (por ejemplo, 9600 o 19200).
    * PARITY: Establece la paridad (0 = Ninguno, 1 = Impar, 2 = Par).
    * MODE: Establezca en 4 (Modbus RTU).
    * MB_DB: Interconexión con el DB de instancia del bloque complementario Modbus_Master.
  4. Active REQ con un pulso de inicialización (por ejemplo, desde la lógica de reinicio de OB100).

Paso 4: Configurar Modbus_Master en CFC

  1. En el gráfico cíclico (OB35), inserte una instancia de Modbus_Master (FB 641).
  2. Interconectar los parámetros:
    * MB_ADDR: dirección esclava Modbus RTU (p. ej., 1 para el nodo 1).
    * MODE: 0 para lectura, 1 para escritura.
    * DATA_ADDR: dirección de inicio del registro Modbus (por ejemplo, 40001 para el registro de retención 1).
    * DATA_LEN: Número de registros a leer (p. ej., 10).
    * DATA_PTR: Puntero al bloque de datos de destino (por ejemplo, P#DB100.DBX0.0 WORD 10).
  3. Cree un temporizador de pulso cíclico (por ejemplo, usando TimerP o memoria de reloj) para activar REQ cada 500 ms una vez que DONE o ERROR confirme la finalización del ciclo anterior.

Verificación

  • En modo de prueba dinámica CFC, monitorear el bloque Modbus_Master:
  • Confirme que DONE pulsa verdadero cada vez que se completa el ciclo de sondeo.
  • Confirme que ERROR sigue siendo 0 (falso) y STATUS informa 16#0000 (inactivo/éxito).
  • Abrir bloque de datos DB 100 en modo monitor: verificar que los registros de campo sin procesar (por ejemplo, voltaje, corriente, frecuencia) se completen y fluctúen dinámicamente con las condiciones del proceso.
  • Inspeccione los LED físicos en el módulo CM PtP: el LED verde TX y el LED RX deben parpadear cíclicamente en rápida sucesión.

Limitaciones y precauciones operativas

  • Sondeo de bus semidúplex: Modbus RTU RS-485 es estrictamente de un solo maestro. Si se sondean varios dispositivos esclavos, las solicitudes deben ponerse en cola secuencialmente; La activación de múltiples solicitudes Modbus_Master simultáneamente provoca colisiones en serie y bloqueos del bus.
  • Resistencias de terminación: las redes RS-485 requieren resistencias de terminación de 120 ohmios en ambos extremos físicos del cable. La unidad base ET 200SP CM PtP no dispone de terminación interna automatizada; Se deben conectar resistencias externas o un terminal activo.
  • Longitud máxima del mensaje: las tramas Modbus RTU están limitadas a un máximo de 256 bytes por transacción (equivalente a aproximadamente 120 registros de retención por solicitud de lectura).

Preguntas frecuentes del ingeniero

  • ¿Puedo utilizar Modbus_Comm_Load desde TIA Portal en PCS 7?
    No. Las instrucciones del TIA Portal están compiladas para S7-1200/1500 y no se pueden importar al STEP 7 V5.6. Debe instalar la biblioteca PtP dedicada S7-300/S7-400 ET 200SP.
  • ¿Cómo puedo sondear 10 medidores esclavos Modbus diferentes con un CM PtP?
    Implemente una máquina de estado de sondeo secuencial en CFC (o usando un bloque secuenciador) que incremente MB_ADDR y actualice DATA_PTR con cada pulso DONE.
  • ¿Qué significa el código de estado 16#80C8 en Modbus_Master?
    El error 16#80C8 indica un tiempo de espera de respuesta. Verifique la polaridad del cable RS-485 (inversión + y -), la coincidencia de velocidad en baudios, la corrección de la dirección del esclavo y la terminación del bus.
  • ¿Puede el ET 200SP CM PtP comunicarse a través de RS-232?
    Sí. El módulo CM PtP admite RS-232, RS-422 y RS-485; el modo de interfaz se selecciona en HW Config en los parámetros del módulo.
  • ¿Se requiere una licencia runtime adicional para ET 200SP Modbus RTU?
    No. A diferencia de los dongles Modbus CP 341 / CP 441 heredados, la biblioteca Modbus PtP ET 200SP no requiere dongles de hardware ni licencias de ejecución de software.

Referencias técnicas

  • ID de entrada de Siemens Industry Online Support 109477583: Biblioteca ET 200SP CM PtP Modbus RTU para SIMATIC S7-300 / S7-400.
  • Manual de sistema Siemens: Sistema de E/S distribuidas SIMATIC ET 200SP - Módulo CM PtP.
  • Modbus-IDA: Especificación del protocolo de aplicación Modbus V1.1b3.

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