如何用西门子S7-200实现Modbus通信?-电子工程世界

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要求:

要使用Modbus协议必须先在STEP 7 Micro/Win上安装指令库。

Modbus主站协议只支持STEP 7 Micro/Win V4.0 SP5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S7-200 CPU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）。

图01

2. 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_INIT" and "MBUS_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=MODBUS Baud 传输速率 kbps 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 Parity 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 ms Done “完成”标志位 Error 错误代码 1) 表 01

1) 参看STEP 7 Micro/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 .. Q15.7

1001 .. 10128 = 数字量输入 I0.0 .. Q15.7

30001 .. 30092 = 模拟量输入 AIW0 .. AIW62

40001 .. 49999 = 保持寄存器 2 Count 位或字的个数 (0xxxx, 1xxxx) / words (3xxxx, 4xxxx) DataPtr V存储区起始地址指针 Done '完成' 标志位 Error 错误代码 1) 表 02

1)参看STEP 7 Micro/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=MODBUS Addr 从站地址 Baud 传输速率 kbps 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 Parity 校验 0=无校验, 1=奇校验, 2=偶校验 Delay 超时时间 ms MaxIQ 可使用的数字输入输出点数 2) MaxAI 可使用的模拟量输入点数 2) 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 03

2) 最大的地址取决于所用CPU的类型及其最大值。

3)参看STEP 7 Micro/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 04

3)参看STEP 7 Micro/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03

4. 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

图04

关于STEP 7 Micro/WIN MOBDUS 库的更多信息可以参看 S7-200 系统手册 ( Entry ID 1109582) 和 STEP 7 Micro/WIN 帮助。

如何在 STEP 7 Micro/WIN 中找到 Modbus RTU 协议和 USS 协议操作库？

说明：

在 STEP 7 Micro/WIN 中，Modbus RTU 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 STEP 7 Micro/WIN 为 V3.2 或更高版本。

这些库是附加函数库，并非组态软件 STEP 7 Micro/WIN 的组成部分。

您如果需要使用 Modbus RTU 协议，必须购买“SIMATIC STEP 7 Micro/WIN ADD ON: Function Library V1.1 (USS + MODBUS) for STEP 7 Micro/WIN 32”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“STEP 7 Micro/WIN 32 Toolbox V1.0”(包括库)，然后安装“STEP 7 Micro/WIN”。

注意：

这个函数库包含可以在 STEP 7 Micro/WIN V3.2 中使用的 Modbus RTU 协议库和 USS 协议库。

如果您安装了 STEP 7 Micro/WIN V4.0 SP5 或者更高版本，那么操作库中就会包含下列函数：

Modbus RTU Master V1.2 对应端口 0 和端口 1

Modbus RTU Slave V1.0 对应端口 0

USS protocol V2.3 对应端口 0 和端口 1

关键字：西门子 S7-200 Modbus通信引用地址：如何用西门子S7-200实现Modbus通信?

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