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文檔簡介
1、S7-1200 作為Modbus RTU 主站S7-1200 支持Modbus RTU通信模式的模塊可作為Modbus RTU主站。以下以 CPU1215C DC/DC/DC和CM1241 RS485 模塊為例,介紹S7-1200 Modbus RTU 主站通信組態(tài)及編程步驟。硬件和軟件需求及所完成的通信任務(wù):硬件: CPU1215C DC/DC/DC (訂貨號(hào): 6ES7 215-1AG31-0XB0) CM1241 RS485 (訂貨號(hào):6ES7 241-1CH30-0XB0) PS 307電源(訂貨號(hào):6ES7307-1KA02-0AA0) PC(帶以太網(wǎng)卡)
2、60; TP以太網(wǎng)電纜軟件: STEP 7 Professional V11 SP2 UPD4+HSP ModSim(該軟件是第三方軟件,可以從 Internet 網(wǎng)絡(luò)下載)所完成的通信任務(wù):將Modbus RTU從站ModSim中Modbus地址從40001開始的5個(gè)字中的數(shù)據(jù),分別讀取到Modbus RTU主站CPU1215C 中地址從DB1.DBW0開始的5 個(gè)字中。1.組態(tài)Modbus RTU 通信模塊1 / 27在硬件目錄里找到“通信模塊”“點(diǎn)到點(diǎn)”“CM1241(RS485)”,雙擊或拖拽此模塊至CPU左側(cè)即可,如下圖1所示:圖1 組態(tài)通信模塊接下來,在“設(shè)備視圖”中用鼠標(biāo)選中CM
3、1241(RS485)模塊,在“屬性”“端口組態(tài)”中配置此模塊硬件接口參數(shù)。如下圖2所示:以下以傳輸率=9.6Kbps,奇偶校驗(yàn)=無奇偶校驗(yàn),數(shù)據(jù)位=8位字符,停止位=1,其它保持默認(rèn)設(shè)置為例。圖2 RS485 端口設(shè)置最后在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下硬件標(biāo)識(shí)符為271,如下圖3所示:圖3 硬件標(biāo)識(shí)符2.添加啟動(dòng)OB在項(xiàng)目樹下選擇“CPU1215C DC/DC/DC”“程序塊”“添加新塊”,在彈出的窗口中選擇“OB 組織塊” “Startup”,添加啟動(dòng)OB 100,如下圖4所示:圖4 添加啟動(dòng)OB3.調(diào)用MB_COMM_LOAD指令為使端口一啟動(dòng)就被設(shè)置為Modbus RTU通信模式,可在OB
4、 100中調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令。調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出創(chuàng)建相應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊的界面,如下圖5所示:圖5 調(diào)用MB_COMM_LOAD指令點(diǎn)擊“確認(rèn)”為該指令創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊后,為各輸入/輸出引腳分配地址。尤其需注意MB_DB輸入引腳需指向“MB_MASTER”指令的背景數(shù)據(jù)塊,如下圖6所示:注意: “MB_COMM_LOAD”指令輸入位“REQ”需使用上升沿觸發(fā)。由于OB 100只在S7-1200啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一次,因此,此例中將“REQ”設(shè)為“TRUE”。圖6 MB_COMM_LOAD指令MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義如下表1所示:引腳說明EN
5、使能端REQ在上升沿執(zhí)行該指令PORT通信端口的硬件標(biāo)識(shí)符BAUD波特率選擇:3600,6000,12000,2400,4800,9600,19200,38400,57600,76800,115200 (注意:所有其它值均無效)PARITY奇偶檢驗(yàn)選擇:0-無;1-奇校驗(yàn);2-偶校驗(yàn)FLOW_CTRL流控制選擇:0-(默認(rèn)值)無流控制RTS_ON_DLYRTS延時(shí)選擇:0-(默認(rèn)值)RTS_OFF_DLYRTS關(guān)斷延時(shí)選擇:0-(默認(rèn)值)RESP_TO響應(yīng)超時(shí): 默認(rèn)值 = 1000 ms。MB_MASTER 允許用于從站響應(yīng)的時(shí)間(以毫秒為單位)。MB_DB對(duì) MB_MASTER 或 MB_
6、SLAVE 指令所使用的背景數(shù)據(jù)塊。DONE完成位:指令執(zhí)行完成且未出錯(cuò)置1ERROR錯(cuò)誤位:0-未檢測到錯(cuò)誤;1-檢測到錯(cuò)誤。在參數(shù)STATUS中輸出錯(cuò)誤代碼。STATUS端口組態(tài)錯(cuò)誤代碼表1 MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義4.創(chuàng)建DATA_PTR數(shù)據(jù)發(fā)送、接收緩沖區(qū)通過“程序塊” “添加新塊”,選擇“數(shù)據(jù)塊(DB)”創(chuàng)建 DB 塊,選擇“標(biāo)準(zhǔn)與S7- 300/400兼容” ,點(diǎn)擊“確認(rèn)”鍵。在DB中創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型為5個(gè)字的數(shù)組,如下圖7所示:注意:DATA_PTR數(shù)據(jù)發(fā)送、接收緩沖區(qū)使用的DB訪問類型必須是標(biāo)準(zhǔn)與S7- 300/400兼容。圖7 創(chuàng)建DATA_PTR 數(shù)據(jù)發(fā)送、接收緩沖
7、區(qū)5.調(diào)用MB_MASTER指令在OB1中調(diào)用“MB_MASTER”指令,調(diào)用該指令時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出創(chuàng)建相應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊的界面,如下圖8所示:圖8 調(diào)用MB_MASTER指令點(diǎn)擊“確認(rèn)”為該指令創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊后,并為各輸入/輸出引腳分配地址,如下圖9所示:注意:“MB_MASTER”指令的輸入位“REQ”必須使用上升沿觸發(fā)。以下以S7-1200作為Modbus RTU主站,用F03功能碼讀取Modbus RTU從站2,從Modbus地址40001開始的五個(gè)字,接收的數(shù)據(jù)存放在緩沖區(qū)DB3.DBW0開始區(qū)域?yàn)槔?。設(shè)置如下所示:MB_ADDR=2,MODE=0,DATA_ADDR=40001,DATA_
8、LEN=5。地址對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表2所示:Modbus RTU主站CPU1215C 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址Modbus RTU從站Modbus地址DB3.DBW040001DB3.DBW240002DB3.DBW440003DB3.DBW640004DB3.DBW840005表2 Modbus地址對(duì)應(yīng)關(guān)系圖9 MB_MASTER指令MB_MASTER指令參數(shù)意義如下表3所示:引腳說明EN使能端REQ在上升沿執(zhí)行該指令,請(qǐng)求將數(shù)據(jù)發(fā)送或讀取到Modbus從站MB_ADDRModbus RTU從站地址。默認(rèn)地址范圍:0至247;擴(kuò)展地址范圍:0至65535。值0被保留用于將消息廣播到所有Modbus從站。MO
9、DE模式選擇:指定請(qǐng)求類型DATA_ADDR從站中的起始地址:指定Modbus從站中將供訪問的數(shù)據(jù)的起始地址。DATA_LEN數(shù)據(jù)長度:指定要在該請(qǐng)求中訪問的位數(shù)或字?jǐn)?shù)。DATA_PTR數(shù)據(jù)指針: 指向要寫入或讀取的數(shù)據(jù)的 M 或 DB 地址(DB訪問類型必須是標(biāo)準(zhǔn)與S7-300/400兼容)。DONE完成位:上一請(qǐng)求已完成且沒有出錯(cuò)后,DONE 位將保持為 TRUE 一個(gè)掃描周期時(shí)間。BUSY0 無正在進(jìn)行的 MB_MASTER 操作; 1 MB_MASTER 操作正在進(jìn)行EEROR錯(cuò)誤位: 上一請(qǐng)求因錯(cuò)誤而終止后,ERROR 位將保持為 TRUE 一個(gè)掃 描周期時(shí)間。 STATU
10、S 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼值僅在 ERROR =TRUE 的一個(gè)掃描周期內(nèi)有效。STATUS錯(cuò)誤代碼表3 MB_MASTER指令參數(shù)意義關(guān)于MODE,DATA_ADDR,DATA_LEN可在下表4中查看:MB_MASTER Modbus功能 Modbus地址參數(shù)地址類型Modbus數(shù)據(jù)長度參數(shù)Modbus功能模式0讀取00001到09999輸出位1到20000110001到19999輸入位1到20000230001到39999輸入寄存器1到1250440001到49999400001到465535(擴(kuò)展)保持寄存器1到12503模式1寫入00001到09999輸出位1(單個(gè)位)054000
11、1到49999400001到465535(擴(kuò)展)保持寄存器1(單個(gè)字)0600001到09999輸出位2到19681540001到49999400001到465535(擴(kuò)展)保持寄存器2到12316模式2有些Modbus從站不支持使用Modbus功能05H或06H寫入單個(gè)位或字。在這樣的情況下,可通過模式2強(qiáng)制使用Modbus功能15H或16H寫入單個(gè)位或字寫入 00001到09999輸出位2到19681540001到49999400001到465535(擴(kuò)展)保持寄存器1到12316模式11讀出從站的通信狀態(tài)字和事件計(jì)數(shù)器:狀態(tài)字指示指令的執(zhí)行狀態(tài)(0:未在執(zhí)行;0xFFFF:正在
12、執(zhí)行)。 每次成功傳送一條消息時(shí),事件計(jì)數(shù)器值將遞增。使用該功能時(shí),忽略“MB_MASTER”指令的 DATA_ADDR 和 DATA_LEN 參數(shù)。模式80通過讀取錯(cuò)誤代碼 (0x0000) 檢查從站狀態(tài):每個(gè)請(qǐng)求1個(gè)字模式81通過診斷代碼 0x000A 復(fù)位從站的事件計(jì)數(shù)器:每個(gè)請(qǐng)求1個(gè)字表4 MB_MASTER Modbus功能表6. Modbus 從站軟件設(shè)置注意:Modbus RTU從站采用ModSim軟件測試,該軟件是第三方軟件,可以從 Internet 網(wǎng)絡(luò)下載。在打開的ModSim軟件中建立連接,并設(shè)置RTU模式的參數(shù):波特率Baud=9600,數(shù)據(jù)位Data=8,停止位Sto
13、p=1,校驗(yàn)Parity=NONE,如下圖10所示:圖10 建立ModSim連接選擇“File”“New”打開ModSim通信界面,設(shè)置Modbus RTU從站的地址Device Id=2,開始地址Address=0001,數(shù)據(jù)長度Length=5,Modbus數(shù)據(jù)類型功能碼03。分別雙擊各Modbus地址后的數(shù)據(jù)區(qū),出現(xiàn)“Write Register"對(duì)話框,在此寫入數(shù)據(jù)值,如下圖11所示:注意:Device Id設(shè)置必須與“MB_MASTER”指令中輸入引腳“MB_ADDR”設(shè)置的地址一致。圖11 設(shè)置ModSim7. Modbus RTU測試結(jié)果在STEP 7 Professi
14、onal V11 UPD4軟件中打開該項(xiàng)目CPU1215C DC/DC/DC的“監(jiān)控表”,觸發(fā)“MB_MASER”指令的輸入位M10.0。Modbus RTU主站將ModSim從站地址40001中的數(shù)值11,40002中的數(shù)值12,40003中的數(shù)值13,40004中的數(shù)值14,40005中的數(shù)值15,分別讀取到了地址DB3.DBW0,DB3.DBW2,DB3.DBW4,DB3.DBW6,DB3.DBW8中,如下圖12所示:圖12 Modbus RTU測試結(jié)果S7-1200 Modbus RTU通信模式的多地址或多站點(diǎn)輪詢多個(gè)CM 1241 RS485 通訊模塊之間可以使用 PROFIBUS
15、電纜相互連接??梢詫?1 個(gè)主站和最多 31 個(gè) MODBUS 從站使用 PROFIBUS 電纜連接組網(wǎng)。S7-1200 Modbus RTU輪詢需要通過上一條”MB_MASTER“指令輸出位“Done“=1來觸發(fā)下一條“MB_MASTER“指令。具體說明及編程思路請(qǐng)參考以下鏈接:如何使用STEP 7(TIA Portal)V11為SIMATIC S7-1200建立Modbus RTU通訊?MB_COMM_LOAD和MB_MASTER指令STATUS錯(cuò)誤代碼STATUS(W#16#)說明0000端口無錯(cuò)誤8180端口ID值無效8181波特率值無效8182奇偶校驗(yàn)值無效8183流控制值無效818
16、4響應(yīng)超時(shí)值無效8185MB_DB參數(shù)不是MB_MASTER或MB_SLAVE的背景數(shù)據(jù)塊表5 MB_COMM_LOAD指令STATUS錯(cuò)誤代碼 STATUS(W#16#)說明0000無錯(cuò)誤80C8從站超時(shí)。檢查波特率,奇偶校驗(yàn)和從站的接線80D1接收方發(fā)出了暫停主動(dòng)傳輸?shù)牧骺刂普?qǐng)求并在指定的等待時(shí)間內(nèi)未重新激活該傳輸。如果接收方在等待時(shí)間內(nèi)未檢測到 CTS,則在硬件流控制期間也會(huì)生成該錯(cuò)誤。80D2由于沒有從 DCE 接收到 DSR 信號(hào),傳送請(qǐng)求終止80E0接收緩沖區(qū)已滿,消息被終止80E1奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤,消息被終止80E2組幀錯(cuò)誤,消息被終止80E3超時(shí)錯(cuò)誤,消息被終止80E4指
17、定長度超出總緩沖區(qū)大小,消息被終止8180無效端口ID值8186Modbus站地址無效8188對(duì)于廣播調(diào)用,參數(shù) MODE 的值無效。8189數(shù)據(jù)地址值無效818A數(shù)據(jù)長度值無效818B指向本地?cái)?shù)據(jù)源/目標(biāo)的指針無效818CDATA_PTR的指針無效:使用指向位存儲(chǔ)區(qū)或訪問類型為“標(biāo)準(zhǔn) - 與 S7-300/400 兼容”的數(shù)據(jù)塊的指針。8200端口正忙于處理傳送請(qǐng)求表6 MB_MASTER指令STATUS錯(cuò)誤代碼(指令的通信和組態(tài)錯(cuò)誤消息) STATUS(W#16#)從站的響應(yīng)代碼說明8380-CRC錯(cuò)誤838101不支持此功能碼838203數(shù)據(jù)長度錯(cuò)誤838302數(shù)據(jù)地址錯(cuò)誤或地
18、址超出 DATA_PTR 的有效范圍8384>03數(shù)據(jù)值錯(cuò)誤838503不支持此數(shù)據(jù)診斷代碼8386-響應(yīng)中的功能代碼與傳送中的功能代碼不匹配8387-響應(yīng)的從站錯(cuò)誤8388-從站對(duì)寫請(qǐng)求的響應(yīng)不正確表7 MB_MASTER指令STATUS錯(cuò)誤代碼(Modbus 協(xié)議的錯(cuò)誤消息)常問問題:如何檢查S7-1200 通信模塊CM1241是否已被成功設(shè)置為Modbus RTU通信模式?可在程序或監(jiān)控表中查看“MB_COMM_LOAD”指令的輸出位“DONE”,“ERROR”以及“STATUS”狀態(tài)來判斷S7-1200 通信模塊CM1241是否已被成功設(shè)置為Modbus RTU通信模式。
19、3; 如果該模塊被成功設(shè)置為Modbus RTU通信模式:“MB_COMM_LOAD”指令輸出位“DONE”=1,“ERROR”=0,輸出狀態(tài)字“STATUS”=0;· 如果該模塊未被成功設(shè)置為Modbus RTU通信模式:“MB_COMM_LOAD”指令輸出位“DONE”=0,“ERROR”=1,輸出狀態(tài)字“STATUS”輸出錯(cuò)誤代碼。具體錯(cuò)誤原因可查看“MB_COMM_LOAD指令STATUS錯(cuò)誤代碼”表。執(zhí)行“MB_MASTER”指令,總是顯示輸出位“Busy”=1,為什么?因?yàn)槎丝谡τ谔幚韨魉驼?qǐng)求。出現(xiàn)該錯(cuò)誤時(shí)請(qǐng)檢查“MB_MASTER“指令輸入位”REQ“是否為上升沿觸發(fā),或是否有其它的多個(gè)“MB_MASTER”指令在執(zhí)行。通過執(zhí)行“MB_MAST
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