西门子PLC-modbus-RTU-通讯案例

西门子S7-200Modbus例程参考本文介绍可以很快掌握MODBUS通讯的应用问题，使用下面的例程你可以在S7-200CPU之间设置一个简单的Modbus通讯。这个例子是关于Modbus功能码6的(写从站保持寄存器），也可以作为其他所支持的功能码：1,2,3,4,5,15和16的基本参数设置步骤。要求:要使用Modbus协议必须先在STEP7Micro/Win上安装指令库。Modbus主站协议只支持STEP7Micro/WinV4.0SP5及其以上版本.。1.硬件设置2.参数匹配3.指令库的存储地址4.保持寄存器值得传输1.硬件设置例程中的Modbus通讯是在两个S7-200CPU的0号通讯口间进行的(最好每个CPU都有两个通讯口)。在主站侧也可以选择相应库文件MBUS_CTRL_P1和MBUS_MSG_P1通过1号通讯口通信。通讯口1与Micro/WIN建立PG或PC连接，两个CPU的通讯口0通过PPI电缆进行连接（电缆的针脚连接为2，3，7，8）。(26KB)图.012.参数匹配对于MODBUS通讯,主站侧需要程序库MBUS_CTRL和MBUS_MSG,从站侧需要程序库MBUS_INITandMBUS_SLAVE。在Micro/WIN中您需要为主站和从站新建一个项目，程序与参数设置见图.02。必须要保证主站与从站的“Baud”和Parity的参数设置要一致,并且程序块MBUS_MSG中的Slave地址要与程序块MBUS_INIT中的Addr所设置的一致(见图.02)。Micro/WIN“系统块”中设置的0通讯口的波特率与MODBUS协议无关(Mode=1)。图.02下面的表格列出了程序块各个参数选项及其意义主站MBUS_CTRL参数意义选项EN使能Mode协议选择0=PPI,1=MODBUSBaud传输速率kbps1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200Parity校验选择0=无校验,1=奇校验,2=偶校验Timeout从站的最长响应时间msDone“完成”标志位Error错误代码1)表011)参看STEP7Micro/WIN帮助:MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG。MBUS_MSG参数意义选项EN使能First读写请求位Slave从站地址RW读或写0=读,1=写Addr读写从站的数据地址0..128=数字量输出Q0.0..Q15.71001..10128=数字量输入I0.0..I15.730001..30092=模拟量输入AIW0..AIW6240001..49999=保持寄存器2Count位或字的个数(0xxxx,1xxxx)/words(3xxxx,4xxxx)DataPtrV存储区起始地址指针Done完成标志位Error错误代码1)表021)参看STEP7Micro/WIN帮助:MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG。从站MBUS_INIT参数意义选项EN使能Mode协议选择0=PPI,1=MODBUSAddr从站地址Baud传输速率kbps1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200Parity校验0=无校验,1=奇校验,2=偶校验Delay超时时间msMaxIQ可使用的数字输入输出点数2)MaxAI可使用的模拟量输入点2)数MaxHold保持寄存器字的最大数量2)HoldStart保持寄存器的起始地址(40001)Done完成标志位Error错误代码3)表032)最大的地址取决于所用CPU的类型及其最大值。3)参看STEP7Micro/WIN帮助:“MODBUS从站协议的错误代码”。MBUS_SLAVE参数意义选项EN使能Done完成标志位Error错误代码3)表043)参看STEP7Micro/WIN帮助:“MODBUS从站协议的错误代码”。3.库的存储地址项目完成后必须要在Micro/WIN中定义库的存储地址，当定义完存储区后,要保证在任何情况下不能再被其它程序所使用(主站侧:DataPtr+Count从站侧:HoldStart+MaxHold)。图.034.保持寄存器值的传输将程序下载到相应的CPU后，可以在状态表中给主站侧的V存储区赋值,然后监视从站的变化。当主站的I0.0使能后，VW2中的内容就被发送到从站并写入从站的VW2。保持寄存器值的传输见图.04。指针DataPtr代表了V区被读的起始地址。参数Count表明了地址Addr=4xxxx(保持寄存器)以字为单位被读的个数。主站中被读取的V存储区被写入地址为Addr=40002(RW=1)的保持寄存器中。保持寄存器是以字为单位工作的，它与从站的V区地址对应。指针HoldStart明确了与保持寄存器起始地址40001相对应的V存储区的初始地址。可以这样计算从站的V区目标指针：2*(Addr-40001)+HoldStart=2*(40002-40001)+&VB0=&VB2另外，要保证MaxHold定义的数据区能够包含主站侧所要写入的数据区：MaxHold=Addr-40001+Count=40002-40001+1=2(38KB)Fig.04关于STEP7Micro/WINMOBDUS库的更多信息可以参看S7-200系统手册(EntryID1109582)和STEP7Micro/WIN帮助。如何在STEP7Micro/WIN中找到ModbusRTU协议和USS协议操作库？说明：在STEP7Micro/WIN中，ModbusRTU协议和USS协议操作库位于操作树的“库”文件夹中。MODBUS函数库要求STEP7Micro/WIN为V3.2或更高版本。(24KB)图1：添加函数库这些库是附加函数库，并非组态软件STEP7Micro/WIN的组成部分。您如果需要使用ModbusRTU协议，必须购买“SIMATICSTEP7Micro/WINADDON:FunctionLibraryV1.1(USS+MODBUS)forSTEP7Micro/WIN32”软件。这个可选附加函数库的订货号是6ES7830-2BC00-0YX0。安装顺序：先安装“STEP7Micro/WIN32ToolboxV1.0”(包括库)，然后安装“STEP7Micro/WIN”。注意：这个函数库包含可以在STEP7Micro/WINV3.2中使用的ModbusRTU协议库和USS协议库。如果您安装了STEP7Micro/WINV4.0SP5或者更高版本，那么操作库中就会包含下列函数：ModbusRTUMasterV1.2对应端口0和端口1ModbusRTUSlaveV1.0对应端口0USSprotocolV2.3对应端口0和端口11.s232/485转换器，485与plc的PPI口的连接方式是：3---Data＋/A8---Data－/A2.或自己制作ModbusRTU主站指令库西门子在Micro/WINV4.0SP5中正式推出ModbusRTU主站协议库（西门子标准库指令）。图1.西门子标准指令库（Micro/WINV4.0SP5）注意：1.ModbusRTU主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功能块实现的，该库对Port0和Port1有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。2.ModbusRTU主站指令库使用了一些用户中断功能，编其他程序时不能在用户程序中禁止中断。3.ModbusRTU主站库对CPU的版本有要求。CPU的版本必须为2.00或者2.01（即订货号为6ES721*－***23-0BA*），1.22版本之前（包括1.22版本）的S7-200CPU不支持。使用ModbusRTU主站指令库，可以读写ModbusRTU从站的数字量、模拟量I/O以及保持寄存器。要使用ModbusRTU主站指令库，须遵循下列步骤：ModbusRTU主站功能编程1.调用ModbusRTU主站初始化和控制子程序使用SM0.0调用MBUS_CTRL完成主站的初始化，并启动其功能控制：用SM0.0调用ModbusRTU主站初始化与控制子程序各参数意义如下:a.EN使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0）b.Mode模式：为1时，使能Modbus协议功能；为0时恢复为系统PPI协议c.Baud波特率：支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。d.Parity校验：校验方式选择0＝无校验1＝奇较验2＝偶较验e.Timeout超时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为1000毫秒（1秒），允许设置的范围为1-32767。注意：这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。f.Done完成位：初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动MBUS_MSG读写操作（见例程）g.Error初始化错误代码（只有在Done位为1时有效）：0＝无错误1＝校验选择非法2＝波特率选择非法3＝模式选择非法2.调用ModbusRTU主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus请求；调用ModbusRTU主站读写子程序各参数意义如下:a.EN使能：同一时刻只能有一个读写功能（即MBUS_MSG）使能注意：建议每一个读写功能（即MBUS_MSG）都用上一个MBUS_MSG指令的Done完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。b.First读写请求位：每一个新的读写请求必须使用脉冲触发c.Slave从站地址：可选择的范围1-247d.RW从站地址：0＝读，1＝写注意：1.开关量输出和保持寄存器支持读和写功能2.开关量输入和模拟量输入只支持读功能e.Addr读写从站的选择读写的数据类型数据地址：00001至0xxxx-开关量输出10001至1xxxx-开关量输入30001至3xxxx-模拟量输入40001至4xxxx-保持寄存器f.Count数据个数通讯的数据个数（位或字的个数）注意：Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个MBUS_MSG指令）g.DataPtr数据指针：1.如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中2.如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中h.Done完成位读写功能完成位i.Error错误代码：只有在Done位为1时，错误代码才有效0＝无错误1＝响应校验错误2＝未用3＝接收超时（从站无响应）4＝请求参数错误（slaveaddress,Modbusaddress,count,RW）5＝Modbus/自由口未使能6＝Modbus正在忙于其它请求7＝响应错误（响应不是请求的操作）8＝响应CRC校验和错误-101＝从站不支持请求的功能102＝从站不支持数据地址103＝从站不支持此种数据类型104＝从站设备故障105＝从站接受了信息，但是响应被延迟106＝从站忙，拒绝了该信息107＝从站拒绝了信息108＝从站存储器奇偶错误常见的错误：•如果多个MBUS_MSG指令同时使能会造成6号错误•从站delay参数设的时间过长会造成主站3号错误•从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站3号错误3.在CPU的V数据区中为库指令分配存储区（LibraryMemory）ModbusMaster指令库需要一个284个字节的全局V存储区。关于ModbusRTU主站协议库的补充说明此为西门子正式推出的标准库指令说明资料。在ModbusRTUMaster协议和PPI协议之间切换：ModbusRTUMaster协议指令库使通信口工作在自由口模式下，此时不能与Micro/WIN软件通信。要在切换回PPI协议，可以：•将MBUS_CTRL指令的Mode输入端设置为逻辑“0”•将CPU的允许模式选择开关置为STOP位置ModbusRTUMaster协议库的执行时间：ModbusRTUMaster协议库的MBUS_CTRL指令不需要很长的执行时间。M