S7200ModbusRTU通信.docx
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S7200ModbusRTU通信.docx
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S7200ModbusRTU通信
S7-200-Modbus-RTU-通信
S7-200ModbusRTU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
S7-200ModbusRTU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。
详细的协议和规范,请访问Modbus组织的网站:
http:
//www.modbus.org/
S7-200通过以下方式支持ModbusRTU通信协议:
∙S7-200CPU上的通信口0(Port0)通过指令库支持ModbusRTU从站模式
∙S7-200CPU上的通讯口0和1(Port0和Port1)通过指令库支持ModbusRTU主站模式
在S7-200CPU通信口上实现的是RS485半双工通信,使用的是S7-200的自由口功能。
通过S7-200CPU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ModbusASCII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。
1 ModbusRTU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
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
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 1-247
d.
RW
从站地址:
0=读,1=写
注意:
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
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-保持寄存器
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(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:
分配库指令数据区
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
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
输入寄存器
读
功能4
写
-
40001-49999
保持寄存器
读
功能3
写
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
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
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- 关 键 词:
- S7200ModbusRTU 通信