S7200ModbusRTU通信文档格式.docx

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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

2 

ModbusRTU从站

2.1 

CPU上的通信口（Port0）支持ModbusRTU从站通信协议

2.2 

从站编程基本步骤

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

3 

STEP7-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

4 

RS-485网络

4.1 

S7-200系统中的RS-485通信

5 

RS-485网络的硬件组成

5.1 

连接网络连接器

5.2 

网络连接器

b.

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ModbusRTU主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus请求；

图3.调用ModbusRTU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

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）。

First

读写请求位：

每一个新的读写请求必须使用脉冲触发

Slave

从站地址：

可选择的范围 

1-247

RW

0＝读，1＝写

1.开关量输出和保持寄存器支持读和写功能

2.开关量输入和模拟量输入只支持读功能

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-保持寄存器

Count

数据个数

通讯的数据个数（位或字的个数）

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）

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区中

h.

完成位

读写功能完成位

i.

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（slaveaddress,Modbusaddress,count,RW）

5＝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：

∙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（LibraryMemory）

ModbusMaster指令库需要一个284个字节的全局V存储区。

参考：

1.3关于ModbusRTU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ModbusRTUMaster协议和PPI协议之间切换：

ModbusRTUMaster协议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

ModbusRTUMaster协议库的执行时间：

ModbusRTUMaster协议库的MBUS_CTRL指令不需要很长的执行时间。

MBUS_需要1.11ms用于初始化，在后续的每个扫描周期中只占用0.41ms。

调用MBUS_MSG子程序会加长处理时间。

大部分时间都用于CRC校验的计算。

每读、写一个字的数据就需要1.85ms扫描时间。

数据最多的情况下（读、写120字的数据），扫描时间大概会扩增加222ms。

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。

ModbusMaster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。

ModbusMaster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：

输入数据寄存器（通常为模拟量输入）

∙40001-49999：

数据保持寄存器

ModbusMaster协议库支持的功能

为了支持上述Modbus地址的读写，ModbusMaster协议库需要从站支持下列功能：

表1.需要从站支持的功能

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

功能2

－

30001-39999

输入寄存器

功能4

40001-49999

保持寄存器

功能3

功能6：

写单寄存器单元

功能16：

写多寄存器单元

Modbus地址和S7-200存储区地址的映射

S7-200通过ModbusMaster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保持寄存器地址映射举例：

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。

如下图所示：

图4.数字量地址映射举例

1.4ModbusRTU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/WINV4.0SP5保存。

∙2.该例程仅访问一个从站，若访问不同的从站，可通过改变从站地址来实现。

ModbusRTU主站指令库应用例程

例子程序2：

反复激活单个MBUS_MSG指令：

ModbusRTU主站变址方式轮询访问应用例程

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。

使用该软件的风险完全由用户自行承担。

由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。

1.5ModbusRTU主站常问问题

ModbusRTU主站库对CPU的版本是否有要求，为什么编译例子程序时，会遇到4个错误？

ModbusRTU主站库对CPU的版本确实有要求，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）的S7-200CPU不支持。

Modbus指令库启动后，如何通过同一个通信端口进行CPU监控？

Modbus指令库使用的是CPU的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通讯口不能使用Micro/WIN的PPI编程通信监控。

如果通信口都已经被占用，可以考虑：

∙加一个通信模块（如EM277、CP243-1、EM241等）扩展出一个编程通信口

∙中止自由口模式，可以将CPU上的模式开关从RUN拨到STOP；

或者保持处于RUN状态，用程序停止指令库的Modbus模式（参见指令库应用）

如何理解Modbus地址与功能码的区别？

Modbus地址与Modbus的功能码是两个层次的概念。

根据Modbus通信协议，Modbus数据的地址使用0xxxx、1xxxx、3xxxx和4xxxx的形式，分别表示数字量输出、数字量输入、模拟量输入等数据地址。

在使用S7-200的指令库时，Modbus数据地址与S7-200的I/O和数据存储区地址间有特定的对应关系