些多個保持寄存器。功能 16 寫多個值到 S7-200 的 V 存儲區(qū)的保持寄存器中。在一次請求中可以寫多 120 個字的數據。
2.5 Modbus RTU 從站例程
Modbus RTU 從站例程
需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打開
2.6 Modbus RTU 從站常見問題
Modbus 從站的網絡地址與 S7-200 的 CPU 網絡地址有什么關系?
沒有關系。支持網絡通信的通信協(xié)議必須有其自己的網絡尋址規(guī)定。 Modbus 從站的地址只是它在 Modbus 網絡上的地址,而通常所說的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西門子的 PPI 網絡上的站地址。S7-200 CPU 的大部分通信功能都通過 PPI 網絡完成,例如編程、網絡讀寫通信等。
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S120變頻調速柜
S120變頻調速柜
SINAMICS S120 變頻調速柜是模塊化柜機的重要組成部分,它適用于集中進線整流、公共直流母排饋電的多電機傳動,典型應用于造紙機械、軋機、試驗臺或起重機等。它具有以下的設計理念:
---一代工業(yè)應用的變頻調速柜
---運行可靠
---統(tǒng)一的硬件結構與接口
---減小產品復雜性
---同時可適應客戶的特殊要求
SINAMICS S120變頻調速柜具有以下特點:
---模塊化柜機的重要組成部分
---適用于集中進線整流、公共直流母排饋電的多電機傳動
---所有的傳動組件采用清晰而緊湊地配置在的變頻調速柜中
---豐富的選件,使具備很大的靈活性
SINAMICS S120變頻調速柜是大功率傳動公共直流母線應用的解決方案,它由以下部分組成:
帶網側元件的進線柜
---功率等級
------250 - 3200 A @ 3AC 380 - 480 V
------280 - 3200 A @ 3AC 500 - 690 V
---結構
------≤ 800A,主開關為刀熔開關
------> 800A,主開關為固定式斷路器或式斷路器
---三種類型
------匹配基本整流柜:選件L43
------匹配回饋整流柜:選件L44
------匹配有源整流柜:選件L42
整流柜包括以下類型
單相限運行的基本整流柜(BLM)
---200 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V
---250 -1500 kW @ 3AC 500 - 690 V
四象限運行的回饋整流柜(SLM)
---250 - 800 kW @ 3AC 380 - 480 V
---450 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V
四象限運行的有源整流柜(ALM+AIM)
---132 - 900 kW @ 3AC 380 - 480 V
---560 -1400 kW @ 3AC 500 - 690 V
逆變柜包括兩種結構形式:
書本型逆變柜
---1.6 – 107 kW @ 3AC 380 - 480 V
裝置型逆變柜
---1.6 – 800 kW @ 3AC 380 - 480 V
---75 – 1200 kW @ 3AC 500 - 690 V
用于制動運行的制動柜
---自動運行,只要連接到 DC 回路,無需外部控制電壓
---制動柜配有冷卻風扇,無需額外的通風措施
---需要外接制動電阻,制動電阻必須另外訂制(防護等級IP20)
---制動功率
------500 - 1000 kW @ DC 510 - 720 V
------550 - 1100 kW @ DC 675 - 900 V
------650 - 1200 kW @ DC 890 - 1035 V
輔助電源柜 :提供三組輔助電源:24V DC控制電源,單相230 V電源,單相380 - 690V裝置風扇電源。
SINAMICS S120 變頻調速柜具有豐富的選件,選件以附件的形式添加在每個調速柜的訂貨號的后面,出廠前都會預裝在柜內或以附加柜的形式排列在旁邊。其中常用的選件有:
---操作面板AOP30:K08
---編碼器模塊SMC10/20/30:K46/48/50
---控制單元CU320-2 DP/PN:K90/K95
---用于CU320-2性能擴展:K94
---帶VPL的緊湊型dv/dt濾波器:L07
---輸出電抗器:L08
---帶VPL的dv/dt濾波器:L10
---帶預充電回路的直流側操作開關:L37
---25/125 kW制動單元:L61/L64
---50/250 kW制動單元:L62/L65
---防護等級IP21/23/43/54:M21/23/43/54
---直流母排(根據電流大小):M80~M87
詳細的變頻調速柜選件列表,請參閱 產品目錄D21.3.CN.2012——《S120 變頻調速裝置和變頻調速柜》
關于S120變頻調速柜的介紹,請參見視頻《SINAMICS S120產品簡介——柜機結構和選件》
相關文檔:
產品樣本:S120變頻調速裝置和變頻調速柜 D21.3
設備手冊:S120變頻調速柜
面板調試
共有四種操作面板可供選擇:
1.BOP(6SE6400-0BP00-0AA1)基本操作面板
2.BOP-2(6SE6400-0BE00-0AA1)基本操作面板(MM430)
3.AAOP(6SE6400-0AP00-0AB0)亞洲操作面板(支持中文)
4.AOP(6SE6400-0AP00-0AA1)英文操作面板
注意:MM420/440變頻器可以使用BOP、AOP、AAOP調試,MM430變頻器只能使用BOP-2調試。
BOP使用說明
BOP-2使用說明
參考文檔
調試
STARTER 或者 DriveMonitor均可對MM420/430/440進行調試,STARTER是的驅動調試支持圖形化界面顯示,相比DriveMonitor更直觀,使用該調試變頻器。STARTER與MM4變頻器可以通過下列接口建立連接:
1.RS232串口通訊:電腦使用RS232接口通過PC連接組件(6SE6400-1PC00-0AA0)與變頻器通信;
2.RS485串口通訊:電腦使用RS485接口與變頻器通信;
3.PROFIBUS通訊:電腦使用CP5512/CP5711等通訊處理器與變頻器通信,變頻器必須安裝PROFIBUS通訊模板。使用PROFIBUS接口還支持不同網絡間的路由功能,但需安裝DriveES Basic。
注意:DriveMonitor只能使用RS232和RS485接口調試,無法使用PROFIBUS接口調試。下面通過示例演示如何使用STARTER通過PC連接組件連接MM440:
本例使用:STARTER 版本V4.3 ,MM440 版本V2.11,MM440站地址0。在創(chuàng)建連接前請先查看變頻器版本和站地址,通過r0018參數查看版本號,P2011.0參數設置和查看站地址。
1.新建STARTER項目,“Insert single drive unit”添加單軸驅動器;
2.選擇“Device family”= MICROMASTER 4,“Device”= MICROMASTER 440;
3.變頻器版本2.11“Version”選擇2.1x。使用PC連接組件通訊“Online access”選擇 USS。設置變頻器地址“Address”為0(P2011.1=0)。
5.“Access Point of the Application”選擇S7ONLINE (STEP7);
6.選擇PC COM-Port(USS)項,S7ONLINE (STEP7)指向PC COM-Port(USS);
7.“Properties”按鈕打開COM端口屬性配置頁面;
8.選擇通訊接口“Interface”= COM1(此處根據電腦實際使用COM口選擇);
9.自動檢測變頻器端口通訊速率,“Read”按鈕;
10.如果檢測到變頻器會在該窗口顯示出實際搜索到的波特率,如果搜索不到請檢查通訊端口設置和通訊電纜連接是否正常;
11.將搜索到的波特率設置在此處;
13.選擇目標驅動器,MICROMASTER_440前復選框打勾;
14.選擇接入點,選擇S7ONLINE;
15.OK按鈕;
注:如需了解更詳細的STARTER功能,請參考Help。
Modbus RTU 主站指令庫
西門子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協(xié)議庫(西門子庫指令)。
圖 1. 西門子指令庫(Micro/WIN V4.0 SP5)
使用 Modbus RTU 主站指令庫,可以讀寫 Modbus RTU 從站的數字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。
要使用 Modbus RTU 主站指令庫,須遵循下列步驟:
1.2 Modbus RTU 主站功能編程
1. 調用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化,并啟動其功能控制:
圖 2. 用 SM0.0 調用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序
各參數意義如下:
2. 調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG,發(fā)送一個Modbus 請求;
圖 3. 調用Modbus RTU 主站讀寫子程序
各參數意義如下:
3. 在 CPU 的 V 數據區(qū)中為庫指令分配存儲區(qū)(Library Memory)
Modbus Master 指令庫需要一個284個字節(jié)的全局 V 存儲區(qū)。
1.3 關于 Modbus RTU 主站協(xié)議及地址
此為西門子正式推出的庫指令說明資料。
在 Modbus RTU Master 協(xié)議和 PPI 協(xié)議之間切換:Modbus RTU Master 協(xié)議指令庫使通信口工作在口下,此時不能與 Micro/WIN 通信。要在切換回 PPI 協(xié)議,可以:
Modbus RTU Master 協(xié)議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執(zhí)行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化,在后續(xù)的每個掃描周期中只占用 0.41 ms。
調用 MBUS_MSG 子程序會處理時間。大部分時間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數據就需要 1.85 ms 掃描時間。數據多的情況下(讀、寫 120 字的數據),掃描時間大概會擴 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數據上;寫操作的時間主要消耗在發(fā)送數據上。
通常 Modbus 地址由 5 位數字組成,包括起始的數據類型代號,以及后面的偏移地址。Modbus Master 協(xié)議庫把的 Modbus 地址映射為所謂 Modbus 功能號,讀寫從站的數據。Modbus Master 協(xié)議庫支持如下地址:
為了支持上述 Modbus 地址的讀寫,Modbus Master 協(xié)議庫需要從站支持下列功能:
表 1. 需要從站支持的功能
數字量輸出
功能 15:寫多輸出點
數字量輸入
30001 - 39999
輸入寄存器
保持寄存器
功能 16:寫多寄存器單元
S7-200 通過 Modbus Master 和 Sle 協(xié)議庫通信時,Modbus 地址和 S7-200 內存儲區(qū)地址的 映射關系都類似。
Modbus 保持寄存器地址映射舉例:
Modbus 數字量地址映射舉例:
位地址(0xxxx 和 1xxxx)數據是以字節(jié)為單位打包讀寫。個字節(jié)中的有效位對應 Modbus 地址的起始地址。如下圖所示:
圖 4. 數字量地址映射舉例
1.4 Modbus RTU 主站例程
為了更好地理解 Modbus 主站的編程,可參考下面的例程。
例子程序1: 多個MBUS_MSG指令輪詢執(zhí)行,
1.5 Modbus RTU 主站常問問題
Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本確實有要求,CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號為6ES721-23-0BA),1.22 版本之前(包括 1.22 版本)的 S7-200 CPU 不支持。
Modbus 指令庫使用的是 CPU 的口通信功能,工作在口下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經被占用,可以考慮:
Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。
根據 Modbus 通信協(xié)議,Modbus 數據的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式,分別表示數字量輸出、數字量輸入、模擬量輸入等數據地址。在使用 S7-200 的指令庫時,Modbus 數據地址與 S7-200 的 I/O 和數據存儲區(qū)地址間有特定的對應關系。
有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議,但也詳細提供了讀寫數據的詳細通信幀格式,其中包括如何 Modbus 站的地址,需要讀寫數據類型、長度等等。數據幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數據類型和地址,此字節(jié)的數據內容即所謂"功能碼",如功能 1 讀取單個/多個數字量輸出點的值。
支持 Modbus 協(xié)議的設備或,使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數據地址。Modbus 地址所訪問的數據,是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼,則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關系。
通常 Modbus 協(xié)議的保持寄存器地址范圍在 之間。對于多數應用來說已經夠了。但有些 Modbus 從站把地址映保持寄存器區(qū)的地址過 9999 的部分。
Modbus Master 協(xié)議庫支持過 9999 的保持寄存器地址。地址范圍為 36。只需在調用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數賦相應的值即可,如 416768。
西門子PLC數據的存儲格式為高位低存。舉例:VD200中包含VW200和VW202,其中VW202是低字,VW200是高字。若第三方設備與西門子數據存儲格式不同,是低位低存的,那么通信上來的數據就會存在錯誤,需要進行轉換才能使用。編程的比較多樣,針對雙字中高低字的交換可以使用SWAP(字交換)指令,若是字節(jié)交換可以考慮循環(huán)移位指令。
不支持。S7-200自身的通信端口或其通信擴展模塊均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信協(xié)議。
引起6號錯誤主要有兩方面的原因:1.多個 MBUS_MSG 指令同時使能執(zhí)行;2. Modbus庫存儲區(qū)中分配的建議地址區(qū)與編程中已使用的V存儲區(qū)有重疊。
2Modbus RTU從站
2.1 CPU 上的通信口(Port0)支持 Modbus RTU 從站通信協(xié)議
S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協(xié)議,成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的口通信實現(xiàn),因此可以通過無線數據電臺等慢速通信設備傳輸。
要實現(xiàn)Modbus RTU通信,需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程,而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫)。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現(xiàn)的。
2.2 編程基本步驟:
檢查Micro/WIN的版本,應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。
檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫(圖1),庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有,須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library(指令庫)包;
圖1. 指令樹中的庫指令
編程時使用SM0.1調用子程序MBUS_INIT進行初始化,使用SM0.0調用MBUS_SLAVE,并相應參數。關于參數的詳細說明,可在子程序的局部變量表中找到;
圖2. 調用Modbus RTU通信指令庫
圖中參數意義如下:
在CPU的V數據區(qū)中分配庫指令數據區(qū)(Library Memory);
如有必要,使用主站。
在圖2的例子中,規(guī)定了 Modbus 保持寄存器區(qū)從 VB0 開始(HoldStart = VB0),并且保持寄存器為1000個字(MaxHold=1000),因保持寄存器以字(兩個字節(jié))為單位,實際上這個通信緩沖區(qū)占用了VB0~VB1999共2000個字節(jié)。因此分配庫指令保留數據區(qū)時至少要從VB2000開始。當然保持區(qū)不一定要從VB0開始。
可到一些下載網站尋找類似,如 ModScan32 等。
2.3 Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對應
Modbus地址是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內部的數據存儲區(qū)與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對應關系如下:
表2. Modbus地址對應表
其中T為S7-200中的緩沖區(qū)起始地址,即 HoldStart。
如果已知S7-200中的V存儲區(qū)地址,推算Modbus地址的公式如下:
Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T為偶數
2.4 Modbus RTU 從站指令庫支持的功能碼
Modbus RTU 從站指令庫支持特定的 Modbus 功能。訪問使用此指令庫的主站必須遵循這個指令庫的要求。
表 3. Modbus RTU 從站功能碼
2.5 Modbus RTU 從站例程
需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打開
2.6 Modbus RTU 從站常見問題
沒有關系。支持網絡通信的通信協(xié)議必須有其自己的網絡尋址規(guī)定。 Modbus 從站的地址只是它在 Modbus 網絡上的地址,而通常所說的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西門子的 PPI 網絡上的站地址。S7-200 CPU 的大部分通信功能都通過 PPI 網絡完成,例如編程、網絡讀寫通信等。
Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。
根據 Modbus 通信協(xié)議,Modbus 數據的地址使用 00xxx、10xxx、30xxx 和 40xxx 的形式,分別表示數字量輸出、數字量輸入、模擬量輸入等數據地址。在使用 S7-200 的指令庫時,Modbus 數據地址與 S7-200 的 I/O 和數據存儲區(qū)地址間有特定的對應關系。
有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議,但也詳細提供了讀寫數據的詳細通信幀格式,其中包括如何 Modbus 站的地址,需要讀寫數據類型、長度等等。數據幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數據類型和地址,此字節(jié)的數據內容即所謂"功能碼",如功能 1 讀取單個/多個數字量輸出點的值。
支持 Modbus 協(xié)議的設備或,使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數據地址。Modbus 地址所訪問的數據,是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼,則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關系。
Modbus 指令庫使用的是 CPU 的口通信功能,工作在口下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經被占用,可以考慮:
有些HMI使用Modbus RTU通信協(xié)議時,處理存儲在數據保持寄存器中的實數(浮點數)的與西門子的實數保存格式不同。西門子的PLC遵循"高字節(jié)低地址、低字節(jié)高地址"的規(guī)律。
Modbus RTU的保持寄存器是以"字(雙字節(jié))"為單位,而一個實數需要4個字節(jié)(雙字)表示。HMI在處理時可能會把保持寄存器的兩個"字"互換位置,造成不能識別以西門子格式表示的實數。如果HMI一方無法處理這種實數,則可在S7-200 CPU中編程將存入數據緩沖區(qū)(保持寄存器區(qū))的實數的高字和低字互換。
可能此使用了Modbus功能15(寫多個離散量)或類似功能(功能 16)。S7-200從站協(xié)議遵守"以整字節(jié)地址邊界(如Q0.0、Q2.0)開始、以8的整數倍為位個數"的規(guī)約。如果HMI未嚴格執(zhí)行此規(guī)律就可能發(fā)生寫入錯誤的情況。
S7-200可以支持上述,但是沒有現(xiàn)成的指令庫,需要用戶自己編程。
使用指令庫時,若編譯后出現(xiàn)很多錯誤,一般是因為未庫指令數據存儲區(qū)。請參考相關條目。
可以。用戶可以自己編程實現(xiàn)。
S7-200可以組成RS-485基礎上的Modbus RTU網絡。如果通信對象是不同的通信口,可能還需要轉換。
參見:RS-485網絡組成
3STEP 7-Micro/WIN 的指令庫
STEP 7-Micro/WIN V4.0 以上版內部已經帶有新的指令庫,但在未安裝西門子 Instruction Library 包的情況下,不能顯示出來使用。
用戶可以直接從下面西門子 Instruction Library 安裝包:
的 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 版本支持以下幾種西門子指令庫:
可使CPU通信口 Port0 和 Port 1 支持與Micro-Master 3(MM3系列)和Micro-Master 4(MM4系列,如MM420、MM430、MM440等)、SINAMICS G110系列的USS通信控制,通過一些預先編好的子程序和中斷程序,以方便地控制變頻器的運行和讀寫其參數。
Micro/WIN V4.0的USS指令庫現(xiàn)在已經針對西門子的Master Drive做了。
可使CPU通信口 Port0 支持Modbus RTU從站通信功能。
可使 CPU 通信口 Port 0 和 Port 1 支持 Modbus RTU 主站通信功能。
圖1. 西門子庫以淺藍標表示(Micro/WIN V4.0 SP5)
從以下兩種途徑可以STEP 7-Micro/WIN指令庫:
3.1 分配庫指令數據區(qū)
調用STEP 7 - Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫)需要分配庫指令數據區(qū)(Library Memory)。庫指令數據區(qū)是相應庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲空間。
如果在編程時不分配庫指令數據區(qū),編譯時會產生許多相同的錯誤(錯誤18)。
操作步驟(以Modbus RTU庫指令為例):
在指令樹的Project(項目)中,以鼠標右鍵單擊Program Block(程序塊),在彈出的快捷菜單中選擇Library Memory。如圖2所示:
圖2
在彈出的選項卡中設置庫指令數據區(qū),如圖2所示:
圖3.缺省情況下是從VB0開始,但因為與Modbus的保持寄存區(qū)沖突,所以手動改為VB2000。按"Suggest Address"按鈕也可以自動分配。
3.2 添加指令庫
步:在Micro/WIN的File(文件)菜單中選擇Add/Remove Libraries...(添加/指令庫)命令 ;或者在指令樹的Libraries(指令庫)分支上單擊鼠標右鍵,選擇Add/Remove Libraries...
圖4. 選擇添加/指令庫命令
添加/對話框中將顯示已經在本機的Micro/WIN中集成的用戶自定義指令庫。
圖5. 已安裝的庫指令
步:按Add(添加)按鈕,選擇新定義的庫文件路徑。用戶自定義庫將自動添加到Micro/WIN指令樹的Libraries分支下。
圖6. 選擇庫文件
3.3 庫指令
步:選擇添加/指令庫命令
圖7. 選擇命令
步:選中須卸載的庫所對應的庫文件,按Remove()按鈕
圖8. 選中要的庫指令文件
4RS-485網絡
S7-200支持的PPI、MPI和PROFIBUS-DP協(xié)議通常以RS-485電氣網絡為硬件基礎。
RS-485串行通信采用平衡傳輸,或者稱為差動。平衡傳輸可以有效地傳輸中。
平衡采用一對導線,利用兩根導線間的電壓差傳輸傳輸。這兩根導線被命名為A(TxD/RxD-)和B(TxD/RxD+)。當B的電壓比A高時,認為傳輸的是邏輯"高"電平;當B的電壓比A低時,認為傳輸的是邏輯"低"電平。能夠有效工作的差動電壓范圍十分寬廣,可以從零點幾伏到接近十伏。
RS-485通信端口可以做到很高的通信速率,較長的通信距離,以及并聯(lián)連接多個端口。
S7-200 CPU通信口的共模電壓是12V。所以對于這類非隔離型的RS-485端口,保證通信口之間的地等電位非常重要,將它們連接在一起(并不是說一定要接地)。
S7-200中的RS-485端口是半雙工的,不能同時發(fā)送和接收。
在S7-200中,選擇的通信設備,可以做到波特率從1200到12M,單段距離1000m,單段站點32個的通信網絡。通過中繼器,RS-485電氣網絡還可以擴展通信距離,通信站點。詳情請參考《S7-200手冊》關于通信的專門一章。
雖然常見的RS-485通信器件在電氣性能上基本一致,但物理接口卻五花八門,沒有統(tǒng)一的規(guī)定。
4.1 S7-200中的RS-485通信
在S7-200中,CPU上的通信口(編程口),以及EM277模塊上的通信端口都是符合RS-485電氣的。但它們也有所不同:
以下三種協(xié)議,都可以在RS-485的硬件基礎上實現(xiàn)通信:
因此考察上述電氣網絡的通信時,我們應注意到它們都受RS-485網絡電氣基礎的制約。上述網絡所用的網絡硬件基本一樣。