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西门子 S7-200 SMART 通过 Modbus RTU 控制施耐德变频器（ATV310 / ATV312 / ATV320）——拿来即用版

时间: 2025-10-23 01:06浏览量：1次

西门子 S7-200 SMART 通过 Modbus RTU 控制施耐德变频器（ATV310/ATV312/ATV320）实操手册

目标：工程师拿本页现场即可完成接线 → 变频器参数 → PLC 配置 → 读写寄存器 → 运行/停机/给定频率。

0. 硬件与接线

总线与端子

总线：RS-485（2 线）Modbus RTU。
ATV312/ATV320 前面板 RJ45 引脚：Pin4 = DI（D1/A），Pin5 = DO（D0/B），Pin8 = COM/参考地。RJ45 → 开放线缆时请对应接到 PLC 的 A/B/COM。.
S7-200 SMART：使用 CPU 的 RS-485 口作为 Modbus 主站（Port 0 或信号板端口）。

线缆：屏蔽双绞线（100 Ω），总线末端加 120 Ω 终端电阻；多设备时做总线拓扑并适当极化。.

典型接线对照

PLC（RS-485）	变频器 RJ45
A / D+	Pin4（DI / D1）
B / D−	Pin5（DO / D0）
GND/COM	Pin8（COM）

若收发不稳定，首先对调 A/B（D1/D0）测试极性，再检查屏蔽与接地。.

1. 变频器侧参数（一次设置，长期有效）

1.1 通讯基本参数

ATV310 / ATV312（COM- 菜单）

参数	位置/编号	建议值	说明
Modbus 站址	701（Add/Adr）	1（或现场规划）	0..247；OFF 表示关闭通讯。.
波特率	702（tbr）	19 200	选项：4.8/9.6/19.2/38.4 kbps。.
格式	703（tFO）	8E1	可选 8O1/8E1/8N1/8N2；与 PLC 保持一致。:contentReference[oaicite:5]{index=5}
通讯超时	704（tTO）	1~10 s	无请求超时产生 SLF1 故障，可按需设定。.

ATV320（Complete settings → Communication）

参数	Modbus 地址	建议值	说明
波特率 tbr	6003	19 200	与 PLC 一致。.
格式 tFO	6004	8E1 或 8N1	与 PLC 一致。.
站址 Add	（菜单项）	1（或规划）	设定从站地址。.

1.2 远程（总线）控制/给定

为使驱动接受总线指令与频率给定，需把“命令通道/给定通道”切到 Modbus：

系列	参数	编号	设为	说明
ATV310	Ref.1 通道（Fr1）	401	Modbus（枚举值 164）	频率给定来自总线。.
ATV31/312	命令通道 1（Cd1）	菜单 CtL	Modbus	起停/方向来自总线。.
ATV320	Command/Ref Channel	菜单项	Modbus	在 MON → CMM 可监视当前活动通道。.

安全提示：切到总线控制后，现场面板/端子可能不再起作用。变更前确保机械安全、急停有效，必要时设定通讯超时后的安全停机策略。.

2. 关键寄存器（通用，拿来就用）

功能	寄存器（十进制）	读写	说明
命令字 CMD	8501	写	起停/复位/方向等控制位。ATV 系列通用。.
速度给定（Hz）LFR	8502	写	单位 0.1 Hz（标准分辨率），可切高分辨率见下。.
状态字 ETA	3201	读	驱动状态（IEC 61800-7）。.
输出频率（Hz）	3202	读	实际输出频率（0.1 Hz）。.

某些主站/软件使用“4xxxx”地址格式：实际寄存器 = 40001 + 上表数值。例如 CMD=8501 ⇒ 48502；LFR=8502 ⇒ 48503；ETA=3201 ⇒ 43202；输出频率=3202 ⇒ 43203。遇到读写错位时，请尝试 “±1 偏移” 规则.

2.1 启停/复位的推荐序列（写 8501/CMD）

动作	写入十六进制	说明/时序
上电就绪 → 运行	0x0006 → 0x0007 → 0x000F	符合状态机：使能 → 允许 → 运行。.
停止	0x0007（或清除 bit0）	保持在“允许”不运行状态；急停/自由停车依功能位而定。.
故障复位	0x0080（含复位位）	常用把复位位与 0x0006 组合后写入一次。.

需要 0.01 Hz 甚至更高分辨率给定时，可写 8504/CMI 的 bit9=1 进入高分辨率模式（停机时修改），此时 LFR 按额定频率归一化。:contentReference[oaicite:22]{index=22}

3. PLC（S7-200 SMART）侧配置与读写

3.1 串口与库

在 STEP 7-Micro/WIN SMART 里启用 Modbus RTU 主站库，分配 Library Memory（如从VB0起，避免与 Hold 区重叠）。:contentReference[oaicite:23]{index=23}
配置串口为 Modbus 主站：波特率 19 200，数据位/校验 8E1（或与变频器一致）。

3.2 使用 MBUS_MSG 指令块（示例）

写入：启动 + 频率给定

字段	示例
从站地址	1（与 701/站址一致）
读/写（RW）	1（写）
功能码	16（写多个保持寄存器）
起始地址	48502（CMD=8501 → 40001+8501）
寄存器数量	2（CMD + LFR）
发送数据	VW100 = 0x0006→0x0007→0x000F；VW102 = 500（即 50.0 Hz）
端口	Port 0（RS-485）

读取：状态/实际频率

字段	示例
读/写（RW）	0（读）
功能码	3（读保持寄存器）
起始地址	43202（ETA=3201；输出频率=3202 为 43203）
寄存器数量	2（ETA + 输出频率）
接收缓冲	VW200（ETA），VW202（频率，0.1 Hz）

S7-200 SMART Modbus 主站库使用 4yyyy 地址形式；Hold 区按字寻址，示例详见官方应用文档。:contentReference[oaicite:24]{index=24}

4. 常见问题与排查

报 SLF1 通讯故障：检查 PLC 轮询间隔是否小于变频器 tTO（704）设置；必要时延长超时或保持心跳读/写。:contentReference[oaicite:25]{index=25}
能读不能写：确认已把 Cd1/Fr1 切到 Modbus；并使用正确写序列（0x06→0x07→0x0F）。:contentReference[oaicite:26]{index=26}
数据错位/全是 0：检查主站是否要求 40001 偏移，尝试 ±1 地址修正。.
速度分辨率不够：停机后将 8504/CMI 的 bit9 置 1，启用高分辨率模式。.

5. 参考与依据（官方/权威）

Schneider Altivar 系列 Modbus：ATV310/ATV312/ATV320 命令字 8501、给定 8502、状态字 3201 的用法与起停序列。.
ATV310 通讯菜单与参数编号（701..704、Fr1=401 等），以及完整寄存器清单。.
ATV320 Modbus 手册（tbr=6003、tFO=6004，通道监控等）。.
RJ45 引脚定义（Pin4=DI、Pin5=DO、Pin8=COM）与 RS-485 接线建议。.
Siemens S7-200 SMART 官方 Modbus 主站应用文档与地址映射示例（MBUS_MSG、4yyyy 地址）。.

提示：本文面向现场快速落地，未覆盖电机整定、制动/限速/转矩等高级功能。投产前请结合风险评估与设备安全回路。

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