S7-1200 与 ABB ACS510 变频器通讯方案

S7-1200 与 ABB ACS510 最常用、最稳定的通讯方式是 Modbus RTU（基于 RS-485 总线），部分场景也可使用 Profinet（需 ACS510 加装 Profinet 通讯模块）。以下是两种方案的详细实现流程，包含硬件连接、参数配置、程序编写及故障排查。

一、 方案 1：Modbus RTU 通讯（主流方案）

1. 硬件准备与连接

（1） 硬件清单

（2） 接线方式

ACS510 的 RMIO-01C 控制板上有 R+、R- 两个通讯端子，对应 Modbus RTU 的 A、B 线：

• PLC 侧 CM 1241 RS-485 模块的 3 脚（A） → 变频器 R+

• PLC 侧 CM 1241 RS-485 模块的 8 脚（B） → 变频器 R-

• 屏蔽层单端接地（接 PLC 接地端），避免接地环路干扰

• 总线首尾两端的设备（如 PLC 或最后一台变频器）需接入 120Ω 终端电阻

2. 变频器参数设置（核心步骤）

通过变频器操作面板（ACS-CP-C/ACS-CP-D）设置以下参数，确保 Modbus RTU 从站配置正确：

注意：设置完成后需重启变频器，参数才能生效。

3. S7-1200 PLC 侧配置（TIA Portal 软件）

（1） 硬件组态

1. 打开 TIA Portal，创建新项目，添加对应型号的 S7-1200 PLC（如 1214C）。

2. 在硬件目录中找到 CM 1241 RS-485 模块，添加到 PLC 的信号板槽位。

3. 双击 CM 1241 模块，在 属性 → 端口组态 中设置：

• 波特率：与变频器一致（如 9600）

• 数据位：8

• 校验：无

• 停止位：1

• 协议：Modbus RTU

（2） 程序编写（使用 Modbus 指令库）

S7-1200 需调用 MB_CLIENT（Modbus 客户端指令）实现与变频器的通讯，步骤如下：

1. 打开 指令库 → 通信 → Modbus → MB_CLIENT，将指令拖入 OB1（主循环组织块）。

2. 配置 MB_CLIENT 指令的引脚参数（关键参数）：

   引脚	参数类型	设置值	说明
   REQ	BOOL	上升沿触发（如 M0.0）	触发一次通讯请求
   ADDR	INT	变频器站地址（如 1）	与 ACS510 的 5003 参数一致
   MODE	INT	0 = 读，1 = 写	0 读取变频器状态，1 写入控制指令
   DATA_ADDR	INT	Modbus 寄存器地址	对应 ACS510 的寄存器地址（见下文）
   DATA_LEN	INT	寄存器数量	读取 / 写入的寄存器个数
   DATA_PTR	POINTER	&VB100（读）/&VB200（写）	数据存储区指针
   PORT	INT	1	CM 1241 模块的端口号（默认 1）

3. ABB ACS510 关键 Modbus 寄存器地址映射（核心参考）

   功能	Modbus 寄存器类型	寄存器地址	数据含义	操作
   变频器控制字	保持寄存器	40001	0 = 停机，1 = 运行，2 = 故障复位	写入（MODE=1）
   频率给定值	保持寄存器	40002	频率值（单位：0.01Hz，如 5000=50Hz）	写入（MODE=1）
   变频器状态字	输入寄存器	30001	0 = 故障，1 = 运行，2 = 停机	读取（MODE=0）
   输出频率	输入寄存器	30002	实际输出频率（0.01Hz 单位）	读取（MODE=0）
   输出电流	输入寄存器	30003	实际输出电流（0.01A 单位）	读取（MODE=0）
   故障代码	输入寄存器	30004	变频器故障代码（如 0 = 无故障）	读取（MODE=0）

4. 程序示例（以写入运行指令 + 读取输出频率为例）

• 写控制字：MODE=1，DATA_ADDR=40001，DATA_LEN=1，DATA_PTR=&VB200，VB200=1（运行）

• 读输出频率：MODE=0，DATA_ADDR=30002，DATA_LEN=1，DATA_PTR=&VB100，VB100 即为频率值（0.01Hz 单位）

4. 通讯测试与故障排查

1. 下载程序到 PLC，将 PLC 切换到 RUN 模式。

2. 触发 MB_CLIENT 的 REQ 引脚（如 M0.0 置 1），通过 状态监控 查看指令的 DONE（完成）、ERROR（错误）引脚状态：

• DONE=1：通讯成功，可查看 VB 存储区的数据

• ERROR=1：通讯失败，查看 STATUS 引脚的错误代码（如 8001 = 超时，需检查接线或参数）

二、 方案 2：Profinet 通讯（需加装模块）

若现场需要更高的通讯速率和集成度，可采用 Profinet 通讯，但 ACS510 需加装 Profinet 通讯模块（如 FPNO-21），步骤如下：

1. 硬件加装：将 FPNO-21 模块插入 ACS510 的控制板插槽，拧紧固定螺丝。

2. 变频器参数设置：将 5001 参数设为 6（Profinet），设置 Profinet 设备名称（如 ACS510_01）。

3. PLC 硬件组态：在 TIA Portal 中，通过 在线搜索 或 GSD 文件导入 添加 ACS510 设备（FPNO-21 模块的 GSD 文件需从 ABB 官网下载）。

4. 程序编写：通过 Profinet 过程数据交换（I/O 映射）直接读写变频器的控制字、频率、状态字，无需调用 Modbus 指令，编程更简单。

注意：该方案成本高于 Modbus RTU，适用于 Profinet 总线为主的自动化系统。

三、 关键注意事项

1. 屏蔽电缆与接地：必须使用屏蔽双绞线，屏蔽层单端接地，避免电磁干扰导致通讯丢包。

2. 参数一致性：PLC 与变频器的波特率、数据位、校验位、站地址必须完全一致，否则无法通讯。

3. 控制权限：确保 ACS510 的 1001（控制源）和 1101（给定源）参数设为 COMM，否则通讯指令无效。

4. 终端电阻：总线长度超过 100m 时，务必在总线两端接入 120Ω 终端电阻。

四、 常见故障及解决方法