S7-200MODBUSRTU通訊教程

1、www.plcworld.c nQE WORLDS7200 MODBUS RTU 通訊Modbus RTU主站指令庫西門子在MicroAA/IN V4.0 SP5中正式推出Modbus RTU主站協(xié)i文庫（西門子標(biāo)準(zhǔn)庫折令。圖1.西門子標(biāo)準(zhǔn)描令庫（MicroA/VIN V4.0 SP5）注意：1. Modbus RTU主站描令庫的功能是通過在用戶程序中調(diào)用預(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的.該庫對Port 0和Port 1有效。該描令庫將設(shè)置通信口工作在自由口模式廠2. Modbus RTU主站描令庫使用了一蘭用戶中斷功能，編其他段序時(shí)不能任用戶程序中禁I上中斷。3. Modbus RTU主站庫對CP

2、U的版本冇要求。CPU的版本必須為2.00或若2.01 （叩訂貨號為6ES72V-*23-0BA*） . 1.22版木之前（包IS 1.22版木）的S7-200 CPU不支持。使用Modbus RTU主站指令庫可以讀寫Modbus RTU從站的數(shù)字量、楔擬墾I/O以及保持奇存器。要使用Modbus RTU主站折令庫，須1術(shù)卜列步戀：1. 安裝西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫2. 按照要求編寫用戶程序調(diào)用Modubs RTU主站折令庫Modbus RTU主站功能編程1. 調(diào)用Modbus RTU主站初始化和控制子程序使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的初始化并啟動(dòng)其功能控制：圖2用SM0.0調(diào)用Mod

3、bus RTU主站初始化與控制了程序各參敵盤義如下：a. EN 使能: 必須保證毎一掃描周期都被使能（使用SM0.0）b. Mode 模式： 為1時(shí).使能Modbus協(xié)議功能：為0時(shí)恢復(fù)為系統(tǒng)PPI協(xié)議c. Baud波特率：支持的通訊波特率為 1200. 2400. 4800. 9600. 19200, 38400 57600, 115200.d. Parity 校驗(yàn)：校驗(yàn)方式選擇0 =無校驗(yàn)1=奇佼驗(yàn)2=假牧駿超時(shí)： 主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間.以空抄為敢位典型的設(shè)置值為1000唯抄（1秒）.允許役置的范e. TimeoutBl為 1 - 32767.注意*這個(gè)值必須設(shè)置足筋大以保證從站有時(shí)間響

4、應(yīng).f. Done 完成位：初始化完成.此位會(huì)H動(dòng)置仁町以用該位啟動(dòng)MBUS.MSG讀寫操作（見例程g. Error切始化錯(cuò)誤代碼 只有在Done位為1時(shí)有效八0=無錯(cuò)課1=校驗(yàn)選抒ir法2=波特率選擇非法3=模式選擇II：法2. 調(diào)用Modbus RTU主站讀寫子程序MBUS_MSG.發(fā)送一個(gè)Modbus請求:圖3.調(diào)用Modbus RTU I站讀打fl :族參故盤義如下：使能:同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能（即MBUS MSG）使能注念,建儀毎一個(gè)述石功能（叩MBUS_MSG）郁用1:一個(gè)MBUS_MSG倚令的Done充 成位來激活.以保證所有讀寫抬令循環(huán)進(jìn)行（見例程。b. First讀寫請求

5、位:每一個(gè)新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)c. Slave從站地J：可選擇的范刑1-247d. RW從站地ht：0 =讀1www.plcworld.c nQE WORLDwww.plcworld.c nQE WORLD注意:1. 開關(guān)型輸出和保持奇存器支持瀆和9功能2. 開關(guān)屋輸入和懊擬呈輸入只支持述功能e. Addr讀寫從站選擇讀丐的數(shù)據(jù)類型www.plcworld.c nQE WORLDwww.plcworld.c nQE WORLD欣”地 00001至Oxxxx-開關(guān)駅輸出址：QE WORLD10001至1xxxx-開關(guān)歌輸入30001至3xxxx-検擬敬輸入40001至4xxxx保持奇存器

6、f. Count數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)通訊的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（位或字的個(gè)數(shù)）注直 Modbus主站唄如丐的最大為120個(gè)字（是指毎一個(gè)MBUS_MSG描令）數(shù)據(jù)折g. DataPtr1.如果足讀指令.讀冋的數(shù)揮放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中針：2.如果是寫指令.要寫岀的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中h. Done 完成位讀寫功能完成位借誤代i. Error只有在Done位為1時(shí).錯(cuò)洪代碼才有效碼：0 =無績誤1 =響應(yīng)校驗(yàn)需誤2 =未用3 =接收超時(shí)（從站無響應(yīng)）4 請求參數(shù)鉗決（slave address, Modbus address, count, RW）5 = Modbus/自由口未便能6 = Modbus正在忙于其它請求7 =響

7、應(yīng)錯(cuò)誤（響應(yīng)不是請求的操作8 =響應(yīng)CRC校駿和錯(cuò)誤101 =從站不支持請求的功能102 =從站不支持?jǐn)?shù)據(jù)地址103 =從站不支持此種數(shù)抵類空104 =從站設(shè)備故障105 =從站按愛了信息.但足響應(yīng)被延遲106 =從站忙.拒絕了該信總107 =從站拒絕了信息108 =從站存儲(chǔ)器奇糾錨謀常見的錯(cuò)誤： 如果多個(gè)MBUS_MSG抬令同時(shí)使能會(huì)造成6號錯(cuò)誤 從站delay參數(shù)i殳的時(shí)間過K會(huì)適成主站3號鉗誤 從站掉電或不運(yùn)行.網(wǎng)絡(luò)故障祁會(huì)適成主站3號錯(cuò)誤3. 在CPU的V數(shù)抑區(qū)中為庫描令分配存儲(chǔ)區(qū)（Library Memory）Modbus Master描令庫需要個(gè)284個(gè)字節(jié)的全站V ”儲(chǔ)區(qū)。關(guān)于M

8、odbus RTU主站協(xié)議庫的補(bǔ)充說明此為式推出的標(biāo)準(zhǔn)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)議折令庫使通信1工作在門由口模代下.此時(shí)不能與Micro/WIN軼件通信.要在切換冋PPI 協(xié)議.可以：將MBUS-CTRL描令的Mode輸入端設(shè)盤為邏輯將CPU的允許楔式選擇開關(guān)置為STOP位豊Modbus RTU Master協(xié)議庫的執(zhí)行時(shí)間：Modbus RTU Master協(xié)議庫的MBUS_CTRL指令不需要很長的執(zhí)行時(shí)間。MBUS.nU要1.11 ms用于初始化.在 百續(xù)的每個(gè)掃描周期中只占用0.41 ms.S用MBU

9、S_MSG子程序會(huì)加長處理時(shí)間。大部分時(shí)間都用于CRC校臉的計(jì)算.每讀、寫一個(gè)字的數(shù)ISttflKK 1.8 5 ms打描時(shí)間.敵據(jù)雖多的侑況下（讀.寫120字的數(shù)據(jù)）.掃描時(shí)間大概會(huì)擴(kuò)增加222 msa讀操作的時(shí)間主要 消耗在接收數(shù)撫I-.：寫操作的時(shí)間主要消耗在發(fā)送數(shù)據(jù)k.Modbus地址通常Modbus地址由5位數(shù)字組成.包插起始的敵抵類型代號.以及版面的偏移地址.Modbus Master協(xié)議庫把標(biāo) 準(zhǔn)的Modbus地址映射為所謂Modbus功能號.讀寫從站的數(shù)據(jù)Modbus Master協(xié)議庫支持如下地址：00001 - 09999：數(shù)字量輸出（線圈）10001 - 19999：數(shù)字

10、星輸入（觸點(diǎn)）3000139999：輸入數(shù)撫寄“器（通常為模擬屋輸入）4000149999：敵栩保持寄存器Modbus Master協(xié)議岸支持的功能為了支持上述Modbus地址的讀嗎.Modbus Master協(xié)議庫需耍從站支持卜列功能：衣1.需耍從站支持的功能Modbus地址Modbus從站須支持的功能00001 - 09999數(shù)字i|功能1寫功能5：寫單輸出點(diǎn)功能15：寫多輸岀點(diǎn)10001 19999飲字It 入功能2寫卜30001 - 39999諛M4輸入奇存器廠40001 - 49999讀|功能3功虢6：寫阻奇存!BE元功能16：嗎多奇存器單兀Modbus地址和S7-200存背區(qū)地址的

11、映射S7-200通過Modbus Master和Slave協(xié)議庫通信時(shí) Modbus地址和S7-200內(nèi)倫區(qū)地址的映射關(guān)系都類似。Modbus保持寄存器地址映射舉例：Modbus保持寄存器地址S7-200存儲(chǔ)區(qū)字尋址S7-200存餡區(qū)字節(jié)尋址EE WORLD40003 9A BCVW204 9A BCModbus數(shù)字眾地址映射舉例：位地址（Oxxxx fll 1xxxx）數(shù)據(jù)總是以字節(jié)為單位打包讀寫。第一個(gè)字節(jié)中的最低有效位對應(yīng)Modbus地址的起始地址。如F圖所示=圖4.數(shù)字雖地址映射舉例常問何軀Modbus RTU主站席對CPU的版本是否育鼻求，為什么軸譯例子程序時(shí)，會(huì)遇到4個(gè)?Modbu

12、s RTU主站庫對CPU的版本確實(shí)冇要求.CPU的版木必須為2.00或者2.01（即訂貨號為6ES721 0BA） 1.22版木之前（包括1.22版木的S7-200 CPU不支持.Modbus指令庫啟動(dòng)后，如何通過同一個(gè)通信瑞口進(jìn)行CPU監(jiān)控？Modbus描令庫使用的是CPU的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用Micro/WIN的PPI編程 通信監(jiān)控。如果通仃口都已經(jīng)被占用可以芳電：加一個(gè)通信模塊（如EM 277、CP 243-1. EM 241等）擴(kuò)展出一個(gè)編程通信口中上自由口模式.可以將CPU上的模式開關(guān)從RUN撥到STOP：或者保持處干RUN狀態(tài).用程序停止 折今庫的Mo

13、dbus檢式（參見招今陣應(yīng)用如何理解Modbus地址勾功能碼的區(qū)別？Modbus地址與Modbus的功能碼是兩個(gè)層次的概念根據(jù)Modbus通信協(xié)議.Modbus數(shù)據(jù)的地址使用Oxxxx、1xxxx. 3xxxx和4xxxx的形式.分別表爪數(shù)字殺輸出、 數(shù)字量輸入、模擬呈輸入等數(shù)撫地址。在便用S7-200的描令庫時(shí).Modbus數(shù)抵地址與S7-200的I/O和數(shù)撫存儲(chǔ) 區(qū)地址間冇轉(zhuǎn)宦的對應(yīng)關(guān)系.有吃設(shè)備表明它支持Modbus RTU通信協(xié)議但也詳細(xì)提供了讀寫敬據(jù)的詳細(xì)通信軸格式其中包括如何捋定Modb us站的地址.齋要讀寫數(shù)據(jù)類型、長度等等。數(shù)據(jù)幀有特定字節(jié)描岀此折令讀寫的數(shù)據(jù)類里利地址.此字

14、節(jié)的數(shù)據(jù)內(nèi) 容即所謂功能碼，如功能1指宦除取單個(gè)/多個(gè)數(shù)字雖輸出點(diǎn)的值。支持Modbus協(xié)議的i殳篇或軟件使用時(shí)用門fl接設(shè)垃或看到的應(yīng)為足Modbus數(shù)擁地址Modbus地址所訪問的數(shù) 據(jù).是通過并種功能讀寫而來.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.則需要注慰解此功能號與Modbus地址間的對應(yīng)關(guān)系。如何訪問大于9999的保持寄存3S地址？通常Modbus協(xié)議的保持奇存器地址范憫在4000149999之間.對于丫數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)夠了.但冇蘭Modbus從 站把地址映射到保持奇存器區(qū)的地址超過9999的部分Modbus Master協(xié)

15、議9999的保持青存器地址.地址范鬧為400001 - 465536：只需在ill用MBUS.MSG 了程序時(shí)給Addr參數(shù)賦郴應(yīng)的值即町.如41676&Modubs Master擴(kuò)展地址模式僅支持保持奇存器區(qū).不支持其他地址類型。CPU上的通信口 （PortO）支持Modbus RTU從站通信協(xié)議S7-20O CPU I:的通信口 PortO町以支持Modbus RTU協(xié)議.成為Modbus RTU從站.此功能是通過S7200的自由 口通信楔式實(shí)現(xiàn)因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺(tái)等慢速通信設(shè)備傳輸。如果想（ S7-200 CPU Z間、或者其他支捕Modbus RTU的i殳備使用Modbus RTU

16、協(xié)議通佢.需耍山右S7200 CPU做Modbus主站S7-200 CPU做主站必須由用戶自己用自由口模式按相關(guān)協(xié)議編程詳侑請鄉(xiāng)考S7200系統(tǒng)手冊之相關(guān)節(jié).嬰實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信.齋嬰STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以I版本的編程軼件.而L須安裝STEP 7-MicroAA/IN3 2 V3.2 Instruction Library （指令庫） Modbus RTU功能是通過折令庫中預(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的。Modbus RTU從站折令庫只支持CPU上的通信0 口 （PortO）.藥本步鼻,1. 檢侑Mic心WIN的軟fl成木.應(yīng)為是STEP 7-Micro/WIN

17、 V3.2以上版本。2. 檢ft MicroAA/IN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站捋令庫（圖1）.庫中應(yīng)為包抬MBUSNIT和MB US_SLAVE兩個(gè)子程序.如果沒冇.須安裝Micro/WIN32 V3.2血Instruction Library、抒令K）軟件包:B91.指令樹中的庫折令編程時(shí)使用SM0.1調(diào)川/程序MBUSJNIT進(jìn)行初始化.便川SM0.0調(diào)用MBUS_SLAVE并把宜相應(yīng)參氏 關(guān)于參數(shù)的詳細(xì)說明.可在子程序的局部變量農(nóng)中找到：匹 WORLDPLCWORLD圖2.訓(xùn)用Modbus RTU通信描令庫圖中參數(shù)意義如下：a模式14擇：啟11. Modbus. 2啟動(dòng)

18、；0-停止b. 從站地址：Modbus從站地址.取值1-247c. 波特率：町選 1200. 2400. 4800. 9600. 19200. 38400. 57600. 115200d. 奇倒校臉：0=無校驗(yàn)：1二奇校驗(yàn)：2=偶校臉e. 延時(shí)：附加字符間延時(shí).缺行值為0f. 圮大I/Q位：參與通信的最大I/O點(diǎn)數(shù).S7-200的I/O映像區(qū)為128/128.缺省值為128g. MA Al字?jǐn)?shù)：妙與通信的掖人AI通道數(shù).町為16或32h. 昴大保持寄存器區(qū)：參與通信的V存儲(chǔ)區(qū)字（VW）L保持寄存器區(qū)起始地址：以&VBx|ft定（間接尋址方式）j. 初始化完成標(biāo)志：成功初始化后SMk. 初始化鉗

19、i杲代碼l. Modbus執(zhí)行：通信中時(shí)置仁無Modbus通信活動(dòng)時(shí)為0.m. 錯(cuò)誤代碼：0=無錯(cuò)誤3. 在CPU的V數(shù)擁區(qū)中分配咋折令數(shù)旅|x （Library Memory）:4. 如有必要.使用主站軟件測試。注埶 由子程序參數(shù)HoldStart和MaxHold扌H定的保持奇存器區(qū).是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存鬧*中分配.此數(shù) 撫區(qū)不能和庫捋令數(shù)抑:區(qū)右任何垂處.否則任運(yùn)彳j時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)謀.不能止常通信。注總Modbus中的保持奮器區(qū)按字. 尋址.KP MaxHold規(guī)定的足VW而不是VB的個(gè)在圖2的例子中規(guī)定了 Modbus保持奇存器區(qū)從VBO開始（HoldStart VBO）.并且

20、保持奮存器為1000個(gè)字（M axHold-1000） 因保持寄存器以字（兩個(gè)字節(jié)為草位,實(shí)際上這個(gè)通信緩沖區(qū)占用了 VBO VB1999共2000個(gè)字 節(jié)因此分配庫指令保區(qū)時(shí)至少要從VB2000開始。十然保持區(qū)不一宦要從VB0開始.注意：你選用的CPU的V存儲(chǔ)區(qū)大小！ CPU 號不同V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)大小不同應(yīng)恨據(jù)而要選抒Modbus保持奇存 器區(qū)域的大小。包含Modbus RTU從站描令庫的項(xiàng)H編爪 卜戟到CPU中辰 莊編程計(jì)舜機(jī)（PG/PC）上運(yùn)行-些Modbus測 試軟件可以檢驗(yàn)S7200的Modbus RTU通信是否正離.這對資找故障點(diǎn)很冇用.測試軟件通過計(jì)并機(jī)串口 RS-232） 和PC

21、/PPI電纜連接CPU；如果必要.須將PC/PPI電纜設(shè)盤在自由：通信方式。可到空軟件F戟網(wǎng)站尋找類似軟件.如ModScan32等。Modbus RTU從站地址與S7-200的地址對應(yīng)Modbus地址總是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內(nèi)部的數(shù)棚存?zhèn)鋮^(qū)與Modbus的0、k 3. 4共4類地址 的對應(yīng)關(guān)系如I:（并11輸岀點(diǎn)的數(shù)H必須足8的幣數(shù)倍.這是此Modbus RTU從站指令庫的PH制。絲點(diǎn)不 是被強(qiáng)制的.用戶程序吋以建蓋Modbus通侶請求寫入的值.I16些多個(gè)保持寄存器.功能16寫等個(gè)值到S7-200的V存緒區(qū)的保持寄存器中.在一次請求中可以寫銀筆120個(gè)字的數(shù)據(jù)

22、.常問問題Modbus從站的網(wǎng)堵地址対S7-200的CPU網(wǎng)恪地址有什么關(guān)果？沒有關(guān)系支持網(wǎng)絡(luò)通信的通信協(xié)議必須有其白己的網(wǎng)絡(luò)尋址規(guī)定.Modbus從站的地址只是它在Modbus網(wǎng)絡(luò)上的 地址.而通常所說的S7-200 CPU地址是CPU在西門子的PPI網(wǎng)絡(luò)上的站地址。S7-200 CPU的丿、罷）通信功能 都通過PPI網(wǎng)絡(luò)完成.例如編程、網(wǎng)絡(luò)澳寫通信尊。如何理解Modbus地址與功能碼的區(qū)別？Modbus地址與Modbus的功能碼是兩個(gè)層次的槪念根撫Modbus迪信協(xié)議.Modbus敵據(jù)的地址便用OOxxx、10xxx. 30xxx和40xxx的形戌.分別農(nóng)小數(shù)字覽輸出、 數(shù)字量輸入、模擬顯

23、輸入等數(shù)拡地址。在使用S7-200的折令庫時(shí).Modbus數(shù)據(jù)地址與S7-200的I/O和數(shù)撫存儲(chǔ) 區(qū)地址間有待定的對應(yīng)關(guān)系有吃設(shè)備表明它支持Modbus RTU通信協(xié)議.但也詳細(xì)提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細(xì)通信軾格式.其中包播如何捋定Modb us站的地址.需要瀆嗎數(shù)據(jù)類型、長度導(dǎo)等。數(shù)抓檢臺(tái)特定字節(jié)描出此折令讀寫的數(shù)據(jù)類型和地址.此字節(jié)的數(shù)撫內(nèi) 容即所謂功能碼，如功能1指定讀取m個(gè)/多個(gè)數(shù)字雖輸出點(diǎn)的值。支持Modbus協(xié)議的設(shè)備或軟件.使用時(shí)用戶ri接設(shè)盤或看到的砲肖是Modbus數(shù)擁地址Modbus地址所訪問的數(shù) 據(jù).是通過補(bǔ)種功能讀寫而來.功能碼是Modbus地址的底層。如果Modbus通信

24、的一方提供的所謂Modbus協(xié)議 只有功能碼.則需耍注總了解此功能兮與Modbus地址何的對應(yīng)關(guān)系。Modbus指令岸啟動(dòng)后，如何通過同一個(gè)塩佃端口進(jìn)行CPU監(jiān)控？Modbus指令庫使用的是CPU的ftfhn通信功能.工作在Hfhnm式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(jīng)被占用.可以考慮： 加一個(gè)通信槐塊（如EM 277、CP 243-1、EM 241等）擴(kuò)展出一個(gè)編程通倍口 中止自由口換式.可以將CPU上的模氏開關(guān)從RUN撥到STOP：或者保持處于RUN狀態(tài).用程序停止 折令庫的Modbus模式（參見折令陣應(yīng)用為何有些HMI軟件使用Modbus RTU讀取S7-200中的實(shí)效金出現(xiàn)需渓？HMI軟件使用Modbus RTU通信協(xié)議時(shí)處理存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)保持侈存器中的實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）的方式與西門了的實(shí)數(shù) 保存格式不同兩門子的PLC追循高7節(jié)低地址、低字節(jié)高地址的規(guī)律。Modbus RTU的保持寄存器總是以字（雙字節(jié)）1為跟位.而一個(gè)實(shí)飲笛要4個(gè)字節(jié)（雙字）表示。HMI軟件在處理時(shí) 可能會(huì)把保持奇存器的卿個(gè)字直換位St.造成不能識別以西門子格式表示的實(shí)數(shù)。如果HMI軼件一方無法處理這種實(shí)