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Modbus RTU從站

2.1 CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 從站通信協議

S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通信模式實現，因此可以通過無線數據電臺等慢速通信設備傳輸。

 詳情請參考《S7-200系統手冊》之相關章節。

要實現Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現的。

 Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。

2.2 編程基本步驟：

檢查Micro/WIN的軟件版本，應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包；

圖1. 指令樹中的庫指令

編程時使用SM0.1調用子程序MBUS_INIT進行初始化，使用SM0.0調用MBUS_SLAVE，并相應參數。關于參數的詳細說明，可在子程序的局部變量表中找到；

圖2. 調用Modbus RTU通信指令庫

圖中參數意義如下：

模式選擇：啟動/停止Modbus，1=啟動；0=停止

從站地址：Modbus從站地址，取值1~247

波特率：可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200

奇偶校驗：0=無校驗；1=奇校驗；2=偶校驗

延時：附加字符間延時，缺省值為0

I/Q位：參與通信的I/O點數，S7-200的I/O映像區為128/128，缺省值為128

AI字數：參與通信的AI通道數，可為16或32

保持寄存器區：參與通信的V存儲區字（VW）

保持寄存器區起始地址：以&VBx（間接尋址方式）

初始化完成標志：初始化后置1

初始化錯誤代碼

Modbus執行：通信中時置1，無 Modbus 通信活動時為 0。

錯誤代碼：0=無錯誤

表 1. 從站錯誤代碼

錯誤代碼描述

0	無錯誤
1	存儲區范圍錯誤
2	非法波特率或校驗
3	非法從站地址
4	Modbus 參數的非法值
5	保持寄存器與Modbus從站符號地址重復
6	接收校驗錯誤
7	接收CRC錯誤
8	非功能請求/不支持的功能
9	請求中有非法存儲區地址
10	從站功能未使能

在CPU的V數據區中分配庫指令數據區（Library Memory）；

如有必要，使用主站軟件測試。

 

注意：由子程序參數HoldStart和MaxHold的保持寄存器區，是在S7-200 CPU的V數據存儲區中分配，此數據區不能和庫指令數據區有任何重疊，否則在運行時會產生錯誤，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器區按"字"尋址，即MaxHold規定的是VW而不是VB的個數。

 

在圖2的例子中，規定了 Modbus 保持寄存器區從 VB0 開始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器為1000個字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（兩個字節）為單位，實際上這個通信緩沖區占用了VB0～VB1999共2000個字節。因此分配庫指令保留數據區時至少要從VB2000開始。當然保持區不一定要從VB0開始。

 

注意：你選用的CPU的V存儲區大?。PU型號不同V數據存儲區大小不同。應根據需要選擇Modbus保持寄存器區域的大小。

 

包含 Modbus RTU 從站指令庫的項目編譯、下載到CPU中后，在編程計算機（PG/PC）上運行一些 Modbus 測試軟件可以檢驗S7-200的Modbus RTU通信是否正常，這對查找故障點很有用。測試軟件通過計算機串口（RS-232）和PC/PPI電纜連接CPU。如果必要，須將PC/PPI電纜設置在自由口通信方式。

 

可到一些軟件下載網站尋找類似軟件，如 ModScan32 等。

2.3 Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對應

Modbus地址總是以00001、30004之類的形式出現。S7-200內部的數據存儲區與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對應關系如下：

表2. Modbus地址對應表

Modbus地址S7-200數據區

00001 ~ 00128	Q0.0 ~ Q
28	I0.0 ~ I
32	AIW0 ~ AIW62
40001 ~ 4xxxx	T ~ T + 2 * (xxxx -1)

其中T為S7-200中的緩沖區起始地址，即 HoldStart。

如果已知S7-200中的V存儲區地址，推算Modbus地址的公式如下：

Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T為偶數

2.4 Modbus RTU 從站指令庫支持的功能碼

Modbus RTU 從站指令庫支持特定的 Modbus 功能。訪問使用此指令庫的主站必須遵循這個指令庫的要求。

表 3. Modbus RTU 從站功能碼

功能碼主站使用相應功能碼作用于此從站的效用1234561516

讀取單個/多個線圈（離散量輸出點）狀態。 功能 1 返回任意個數輸出點（Q）的 ON/OFF 狀態。

讀取單個/多個觸點（離散量輸入點）狀態。 功能 2 返回任意個數輸入點（I）的 ON/OFF 狀態。

讀取單個/多個保持寄存器。功能 3 返回 V 存儲區的內容。在 Modbus 協議下保持寄存器都是"字"值，在一次請求中可以讀取多 120 個字的數據。

讀取單個/多個輸入寄存器。功能 4 返回 S7-200 的模擬量數據值。

寫單個線圈（離散量輸出點）。功能 5 用于將離散量輸出點設置為的值。這個點不是被強制的，用戶程序可以覆蓋 Modbus 通信請求寫入的值。

寫單個保持寄存器。功能 6 寫一個值到 S7-200 的 V 存儲區的保持寄存器中。

寫多個線圈（離散量輸出點）。功能 15 把多個離散量輸出點的值寫到 S7-200 的輸出映像寄存器（Q 區）。輸出點的地址必須以字節邊界起始（如 Q0.0 或 Q2.0），并且輸出點的數目必須是 8 的整數倍。這是此 Modbus RTU 從站指令庫的限制。些點不是被強制的，用戶程序可以覆蓋 Modbus 通信請求寫入的值。

些多個保持寄存器。功能 16 寫多個值到 S7-200 的 V 存儲區的保持寄存器中。在一次請求中可以寫多 120 個字的數據。

2.5 Modbus RTU 從站例程

Modbus RTU 從站例程

需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打開

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