0前提&注意

S7-200 Modbus RTU 通信

為了在S7-200上應(yīng)用MODBUS RTU通信協(xié)議，Micro/WIN的軟件版本應(yīng)當(dāng)是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上，并安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包（通常沒有被預(yù)裝）：

此外，只有Port 0支持MODBUS RTU從站模式；Port 0和Port1都支持MODBUS RTU主站模式。

1 S7-200 MODBUS協(xié)議指令簡介

1.1 MODBUS主站協(xié)議指令

包括MBUS_CTRL和MBUS_MSG指令。

MBUS_CTRL指令
該指令用于主站通信初始化，主要針對(duì)S7-200 PORT0端口，需要在每個(gè)掃描周期調(diào)用，以便監(jiān)視MBUS_MSG指令啟動(dòng)的任何突發(fā)消息進(jìn)程。

MBUS_MSG指令
該指令用于啟動(dòng)MODBUS從站的請(qǐng)求并處理應(yīng)答。同一時(shí)刻僅能有一個(gè)MBUS_MSG指令執(zhí)行，因此執(zhí)行多個(gè)該指令時(shí)，通常每個(gè)讀寫指令都用上一個(gè)指令的Done位激活，以此保證所有讀寫指令循環(huán)進(jìn)行。當(dāng)EN輸入?yún)?shù)和First輸入?yún)?shù)都為1時(shí)，MBUS_MSG指令啟動(dòng)對(duì)MODBUS從站的請(qǐng)求。

部分指令輸入/輸出端意義

First：首次參數(shù)，參數(shù)變化新請(qǐng)求要發(fā)送，需邊沿觸發(fā)該位

RW：讀寫參數(shù)，0為讀，1為寫

Addr：起始MODBUS地址，與從站的Addr含義不同，見下表：

Count：計(jì)數(shù)參數(shù)。從起始地址開始讀寫的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，計(jì)數(shù)數(shù)值是位數(shù)或字?jǐn)?shù)。

DataPtr：數(shù)據(jù)指針參數(shù)，只針對(duì)S7-200的V存儲(chǔ)器中與讀取或?qū)懭胝?qǐng)求相關(guān)的數(shù)據(jù)的間接地址指針。如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)會(huì)放到這個(gè)（本地）數(shù)據(jù)區(qū)中；如果是寫指令，要寫出的數(shù)據(jù)會(huì)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中。

1.2 MODBUS從站協(xié)議指令

包括MBUS_INIT指令后MBUS_SLAVE指令。

MBUS_INIT指令
該指令用于啟用和初始化或禁止MODBUS從站通信。在使用MBUS_SLAVE指令之前必須正確執(zhí)行MBUS_INIT指令。應(yīng)在每次通信狀態(tài)改變時(shí)執(zhí)行該指令，因此EN輸入應(yīng)當(dāng)通過一個(gè)邊沿脈沖打開或僅在首次掃描時(shí)執(zhí)行。

部分指令輸入/輸出端意義

MaxIQ：最大I/Q位，參與通信的最大I/Q點(diǎn)數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，因此一般建議將該位設(shè)為128

MaxAI：最大AI字?jǐn)?shù)，參與通信的最大AI通道數(shù)，16或32，CPU為226時(shí)將該位設(shè)為32可允許存取全部模擬輸入。

MaxHold：用于設(shè)定供Modbus地址4xxx使用的V存儲(chǔ)器中的字保持寄存器數(shù)目（注意是字而非字節(jié)）。

HoldStart：V儲(chǔ)存器中保持寄存器的起始地址

MODBUS主設(shè)備可存取V存儲(chǔ)器的MaxHold個(gè)字?jǐn)?shù)，并從HoldStart開始。

MBUS_SLAVE指令
該指令用于為MODBUS主設(shè)備發(fā)出的請(qǐng)求服務(wù)，每次掃描時(shí)執(zhí)行，以便該指令檢查和回答Modbus。

部分指令輸入/輸出端意義
Done：MODBUS執(zhí)行通信中時(shí)為1，否則為0

2 MODBUS指令庫的添加方法

2.1添加指令庫

通常組態(tài)軟件沒有附帶指令庫，需額外下載。在官網(wǎng)下載壓縮包后，直接按提示安裝，然后重進(jìn)軟件即可。

2.2分配主站庫儲(chǔ)存區(qū)

從站庫儲(chǔ)存區(qū)的分配方法與本章所述方法一致。

調(diào)用STEP 7 - Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）需要分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)（Library Memory）。庫指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應(yīng)庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲(chǔ)空間。如果在編程時(shí)不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多相同的錯(cuò)誤。
●注意庫儲(chǔ)存區(qū)不得與其它儲(chǔ)存區(qū)重疊。

分配方法：
右擊【program block】，在菜單中選擇【library memory】，在彈出的選項(xiàng)中選擇【suggest address】，即可進(jìn)行地址的自動(dòng)分配（一般建議手動(dòng)分配）。

●該功能只考慮到了其他一般尋址，而未考慮到諸如Modbus數(shù)據(jù)保持寄存器區(qū)等的設(shè)置。應(yīng)當(dāng)確保不與其他任何已使用的數(shù)據(jù)區(qū)重疊、沖突。不應(yīng)重復(fù)按Suggest Address按鈕，否則也會(huì)造成混亂。

3 S7-200作MODBUS RTU主站例程

兩臺(tái)S7-200 PLC通過Modbus進(jìn)行通信時(shí)，一臺(tái)為從站，一臺(tái)為主站，當(dāng)主站I0.2為ON時(shí)，可通過Modbus方式讀取從站S7-200 PLC的I0.0～I0.7的數(shù)值。

3.1接線

使用RS485通信電纜連接主從站的PORT0口。

3.2編程

分配主站庫儲(chǔ)存區(qū)

MODBUS主站編程

分配從站庫儲(chǔ)存區(qū)

MODBUS從站編程

3.3測(cè)試結(jié)果

將PC-PPI編程線纜接入主站的PORT1口，改變從站IB0狀態(tài)，接著撥主站I0.2為ON，在狀態(tài)表中對(duì)VB200進(jìn)行監(jiān)控，其值與從站IB0結(jié)果相對(duì)應(yīng)。

需注意的是由于程序限制（執(zhí)行MBUS_MSG指令需要EN和First同時(shí)為1，但是First參數(shù)只在I0.2為ON的上升沿為1，此后為0），若從站IB0狀態(tài)改變，需要手動(dòng)將主站I0.2復(fù)位然后再置位，狀態(tài)表才能刷新，否則將一直保持上一次的值。

若希望可以自動(dòng)刷新，可以對(duì)程序做如下改進(jìn)：


即增加了重復(fù)計(jì)時(shí)的定時(shí)器來自動(dòng)刷新MBUS_MSG的指令。需注意定時(shí)器刷新周期過短可能會(huì)漏掉一些信息。

可以直接將VB200內(nèi)的信息傳送到QB0上通過指示燈顯示(即實(shí)現(xiàn)從站IB0控制主站QB0)，免去了在軟件上監(jiān)控的麻煩：

如果要實(shí)現(xiàn)主站對(duì)從站的寫（主站IB0控制從站QB0）,可添加如下程序：

此時(shí)程序中出現(xiàn)了兩個(gè)MBUS_MSG指令，同一時(shí)刻僅能有一個(gè)MBUS_MSG指令執(zhí)行，因此通常每個(gè)讀寫指令都用上一個(gè)指令的Done位（此處為M2.1）激活來保證所有讀寫指令循環(huán)進(jìn)行。

3.4注意及問題

●MODBUS從屬協(xié)議通信指定端口0，當(dāng)端口0被用于MODBUS從屬協(xié)議通信時(shí)，就無法用于任何其他用途，包括與組態(tài)軟件通信。因此若要在CPU處于RUN時(shí)監(jiān)控程序或下載程序，可使用PORT1。

在實(shí)驗(yàn)過程（源程序）中MBUS_MSG指令接連出現(xiàn)了6號(hào)錯(cuò)誤、4號(hào)錯(cuò)誤和3號(hào)錯(cuò)誤。
3＝接收超時(shí)（從站無響應(yīng)）
4＝請(qǐng)求參數(shù)錯(cuò)誤（slave address,Modbus address,count,RW）
6＝Modbus正在忙于其它請(qǐng)求

僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)部分問題的復(fù)現(xiàn)：
觸發(fā)6號(hào)錯(cuò)誤的情況：從站沒有輸入（IB0均處于復(fù)位狀態(tài)時(shí)）

3號(hào)問題和4號(hào)問題出現(xiàn)的情況未知，但是可以確定的是，在接線和程序正確的情況下，連續(xù)改變I0.2的值可消除此類問題。

4 S7-200作MODBUS RTU從站例程補(bǔ)充說明

本文是對(duì)官方文檔S7-200 Modbus RTU 通信的補(bǔ)充。

由于官方文檔并未提供從建立工程到使用MODSCAN 32進(jìn)行測(cè)試的完整步驟，這里再提供一篇更為完整的教程：
ModScan（主站）與200PLC（從站）的Modbus通訊

4.1梯形圖

由于官方教程已包含例程，可以直接引用官方例程，無需自己創(chuàng)建。

這里要注意MBUS_INIT的Addr（從站地址）、MaxHold（最大保持寄存器區(qū)）和HoldSt~（保持寄存器區(qū)起始地址）。
從站地址取值1~247，不可與其它從站沖突。

由子程序參數(shù)HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器區(qū)，是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)（CPU型號(hào)不同V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)大小不同）中分配，其中MaxHold規(guī)定了保持寄存器區(qū)的大小，HoldSt_{規(guī)定了保持寄存器區(qū)起始地址，默認(rèn)為VB0。要注意的是MaxHold以字為單位（VW），HoldSt}以字節(jié)為單位（VB），而1W=2B。當(dāng)HoldStart ＝ VB0，MaxHold＝1000時(shí)，保持寄存器區(qū)并非VB0~VB999，而是VB0～VB1999共2000個(gè)字節(jié)。

Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示：

舉例，若HoldStart為VB1000，則按照公式，40001對(duì)應(yīng)VB1000,40002對(duì)應(yīng)VB10002；更確切的說VB1000和VB1001對(duì)應(yīng)40001，VB1002和VB1003對(duì)應(yīng)40002。

注意！：不同設(shè)備的Modbus協(xié)議起始地址不一定一樣，有些從0開始，有些從1開始；建議從0開始的設(shè)備地址加1，也從1開始。

庫指令區(qū)
庫指令數(shù)據(jù)區(qū)不能和保持寄存器區(qū)有任何重疊，否則在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，不能正常通信。
庫指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應(yīng)庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲(chǔ)空間，如果在編程時(shí)不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多相同的錯(cuò)誤。該區(qū)缺省情況下是從VB0開始。建議不要使用"Suggest Address"按鈕進(jìn)行自動(dòng)分配，容易造成混亂。

向V數(shù)據(jù)儲(chǔ)存區(qū)的變量寫值
默認(rèn)情況下該區(qū)變量的值為0，若想要改變變量值，需要使用MOV_B指令。
當(dāng)HoldStart=VB1000時(shí)，若想令40001=0102H，則：

特別提示

Modbus 指令庫啟動(dòng)后（即將MODBUS程序下載進(jìn)PLC并啟動(dòng)CPU后），將無法通過同一個(gè)通信端口進(jìn)行 CPU 監(jiān)控，也無法下載新工程。如要重新下載程序，必須先將CPU手動(dòng)置STOP再進(jìn)行下載或者使用Port1口進(jìn)行下載。
MODSCAN 32也是同樣的道理，使用STEP 7-Micro/WIN下載完成后如果不退出軟件，MODSCAN將無法與PLC建立通信；同理，MODSCAN與PLC建立通信后，即使將PLC的CPU撥至STOP也無法建立通信。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的S7-200作MODBUS RTU主站和从站例程教学的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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