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1、S7-200 Modbus RTU 通信关键字库文件RS485网络主站：编程地址错误例程从站：编程地址错误例程S7-200 Modbus RTU 通信简介Modbus 是公开通信协议，具有两种串行传输模式，ASCII 和 RTU。详细的协议和标准，请访问 Modbus 组织的网站：S7-200 通过以下方式支持 Modbus RTU 通信协议： S7-200 CPU 上的通信口 0Port 0通过指令库支持 Modbus RTU 从站模式 S7-200 CPU 上的通讯口 0 和 1 Port 0 和 Port 1通过指令库支持 Modbus RTU 主站模式在 S7-200 CPU 通信口上
2、实现的是 RS485 半双工通信，使用的是 S7-200 的自由口功能。通过 S7-200 CPU 通信口的自由口模式实现 Modbus 通信协议，可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。 这为组成 S7-200 之间的简单无线通信网络提供了便利。详细情况请参考?S7-200系统手册?2002 年 10 月或以后版本的相应章节。常问问题S7-200 是否支持 Modbus ASCII 通信模式？西门子不提供支持上述模式的的现成指令库，需要用户自己用自由口模式编程。目录1Modbus RTU主站1.1主站指令库1.2主站功能编程1.3主站协议及地址1.4主站例程1.5主站常问问题2Modbus
3、RTU从站2.1CPU 上的通信口Port0支持 Modbus RTU 从站通信协议2.2从站编程根本步骤2.3从站地址与S7-200的地址对应2.4从站指令库支持的功能码2.5从站例程2.6从站常见问题3STEP 7-Micro/WIN 的标准指令库3.1分配库指令数据区3.2添加指令库3.3删除库指令4RS-485网络4.1S7-200系统中的RS-485通信5RS-485网络的硬件组成5.1连接网络连接器5.2网络连接器5.3线型网络结构5.4终端电阻和偏置电阻6扩展阅读6.1扩展阅读1Modbus RTU主站1.1 Modbus RTU 主站指令库西门子在 Micro/WIN V4.0
4、 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站协议库西门子标准库指令。图 1. 西门子标准指令库Micro/WIN V4.0 SP5注意 1. Modbus RTU 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 Port 0 和 Port 1 有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。 2. Modbus RTU 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. Modbus RTU 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
5、的 S7-200 CPU 不支持。使用 Modbus RTU 主站指令库，可以读写 Modbus RTU 从站的数字量、模拟量 I/O 以及保持存放器。要使用 Modbus RTU 主站指令库，须遵循以下步骤： 1.安装西门子标准指令库 2.按照要求编写用户程序调用 Modubs RTU 主站指令库安装西门子标准指令库1.2 Modbus RTU 主站功能编程1. 调用 Modbus RTU 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：图 2. 用 SM0.0 调用 Modbus RTU 主站初始化与控制子程序各参数意义如下:a.EN使
6、能：必须保证每一扫描周期都被使能使用 SM0.0b.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
7、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 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；图 3. 调用Modbus RTU 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 -
8、247d.RW从站地址：0 读， 1 写注意：1. 开关量输出和保持存放器支持读和写功能2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能e.Addr读写从站的数据地址：选择读写的数据类型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 - 保持存放器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
9、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slave address, Modbus address, count, RW5 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
10、： 如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误 库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成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Library MemoryModbus Master 指令库需要一个284个字节的全局 V 存储区。参考：分配库指令数据区1.3 关于 Modbus RTU 主站协议及地址此为西门子正式推出的标准库指令说明资料。在 Modbus RTU Master 协议和 PPI 协议之间切换：Modbus RTU Master 协议
11、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Modbus RTU Master 协议库的执行时间：Modbus RTU Master 协议库的 MBUS_CTRL 指令不需要很长的执行时间。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后续的每个扫描周期中只占用 0.41 ms。调用 MBUS_MSG 子程序会加长处理时间。大局部时间都用于 CRC 校验的计算。每读、写一个字的数据就需要 1.85 ms 扫描时间。数据
12、最多的情况下读、写 120 字的数据，扫描时间大概会扩增加 222 ms。读操作的时间主要消耗在接收数据上；写操作的时间主要消耗在发送数据上。Modbus 地址通常 Modbus 地址由 5 位数字组成，包括起始的数据类型代号，以及后面的偏移地址。Modbus Master 协议库把标准的 Modbus 地址映射为所谓 Modbus 功能号，读写从站的数据。Modbus Master 协议库支持如下地址： 00001 - 09999：数字量输出 线圈 10001 - 19999：数字量输入触点 30001 - 39999：输入数据存放器通常为模拟量输入 40001 - 49999：数据保持存放
13、器Modbus Master 协议库支持的功能为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持以下功能：表 1. 需要从站支持的功能Modbus 地址读/写Modbus 从站须支持的功能00001 - 09999数字量输出读功能 1写功能 5：写单输出点功能 15：写多输出点10001 - 19999数字量输入读功能 2写30001 - 39999输入存放器读功能 4写40001 - 49999保持存放器读功能 3写功能 6：写单存放器单元功能 16：写多存放器单元Modbus 地址和 S7-200 存储区地址的映射S7-200 通过 Modbus Mas
14、ter 和 Slave 协议库通信时，Modbus 地址和 S7-200 内存储区地址的 映射关系都类似。Modbus 保持存放器地址映射举例：Modbus 数字量地址映射举例：位地址0xxxx 和 1xxxx数据总是以字节为单位打包读写。第一个字节中的最低有效位对应 Modbus 地址的起始地址。如以下图所示：图 4. 数字量地址映射举例1.4 Modbus RTU 主站例程为了更好地理解 Modbus 主站的编程，可参考下面的例程。例子程序1: 多个MBUS_MSG指令轮询执行，注意 1. 该例程使用 Micro/WIN V4.0 SP5 保存。 2. 该例程仅访问一个从站，假设访问不同的从站，可通过改变从站地址来实现。Modbus RTU 主站指令库应用例程例子程序2：反复激活单个MBUS_MSG指令：Modbus RTU 主站变址方式轮询访问应用例程注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险
