s7-200 smart Modbus 主站通讯

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一	Modbus 通讯简介

在工业领域，Modbus无处不在，无论你是否用过，大概你肯定听过，那么Modbus是什么呢？Modbus是Modicon公司于1979年为使用可编程逻辑控制器通信而发表，现在已经发展成为工业领域标准通讯协议之一，广泛应用于PLC与设备、仪表之间进行数据采集使用；

Modbus 是公开通信协议，其最简单的串行通信部分仅规定了在串行线路的基本数据传输格式。Modbus 具有两种串行传输模式，ASCII 和 RTU，它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。支持 Modbus 协议的设备一般都支持 RTU  格式。

Modbus 是一种单主站的主/从通信模式。Modbus 网络上只能有一个主站存在，主站在 Modbus 网络上没有地址，从站的地址范围为 0 -  247，其中 0 为广播地址，从站的实际地址范围为 1 - 247(即可链接设备数247)。注：理论上可链接设备247，但由于轮询时间，信号干扰，阻抗等因素，实际应用中最多一般不超过32台设备；

需要注意的是我们通常说Modbus是RS485通讯，实际上这种说法是不准确的，Modbus是通讯协议，而RS485是通讯传输方式，同样还有RS232，光纤，以太网等传输方式，标准Modbus协议都可以通过这些传输方式传播。在 S7-200 smart CPU 通信口上实现的是 RS485 半双工通信，使用的是 S7-200 SMART 的自由口功能。

二	S7-200 Smart 主站指令库

西门子在 STEP 7-Micro/WIN SMART 中已经集成了 Modbus RTU 主站协议库（西门子标准库指令）。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 以及保持寄存器。

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注意：

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 CPU 集成的 RS 485 通讯口 和 CM 01 信号板有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。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。Modbus RTU 主站指令库可以同时应用于CPU 集成的 RS 485 通讯口 和 CM01 信号板，此时集成的RS 485口使用Modbus RTU Master（v2.0）中指令，CM01信号板使用Modbus RTU Master2（v2.0）中指令，如果只有一个主站则不做区分。

三	S7-200 Smart 主站功能编程

Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

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：

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各参数意义如下:

EN使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）

Mode	模式：	为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统  PPI 协议
Baud	波特率：	支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
Parity	校验：	校验方式选择     0＝无校验     1＝奇较验     2＝偶较验
Port	端口号：	0 = CPU 集成的 RS 485 通讯口 ；       1 = 可选 CM 01 信号板 。
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。
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)
Error	错误代码	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＝ 超时无效     4＝ 模式选择非法     9＝ 端口无效     10＝ 信号板端口 1 缺失或未组态

调用 MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；

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

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各参数意义如下:

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）。

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	读写请求：	0 ＝ 读， 1 ＝ 写     注意：1. 数字量输出和保持寄存器支持读和写功能2. 数字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 - 数字量输出         10001 至 1xxxx - 数字量输入         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）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）
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
Done	完成位	读写功能完成位
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,  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

在 CPU 的 V 数据区中为库指令分配存储区；

Modbus Master 指令库需要一个286个字节的全局 V 存储区。

调用STEP 7 - Mciro/WIN SMART Instruction Library（指令库）需要分配库指令数据区（Library Memory）。库指令数据区是相应库的子程序和中断程序所要用到的变量存储空间。如果在编程时不分配库指令数据区，编译时会产生许多相同的错误。

操作步骤：

在指令树的Project（项目）中，以鼠标右键单击Program Block（程序块），在弹出的快捷菜单中选择Library Memory。

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在弹出的选项卡中设置库指令数据区,可以自己填地址，也可选择建议地址自动分配；注意：分配后的地址，不能再用在其他程序中；

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配置结束，下载程序即可进行通讯测试；

四	关于 Modbus RTU 主站协议库的补充说明

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：输入数据寄存器（通常为模拟量输入）40001 - 49999：数据保持寄存器