S7-1200 Modbus RTU通信概述

（资料信息来源西门官网）

Modbus具有两种串行传输模式：分别为ASCII和RTU。

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，每个从站必须有唯一的地址，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。Modbus RTU通信以主从的方式进行数据传输，在传输的过程中Modbus RTU主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站，Modbus RTU从站返回响应报文。

S7-1200以下模块支持 Modbus RTU通信：

通信模块/通信板	订货号
CM1241 RS232	6ES7 241-1AH32-0XB0
CM1241 RS485	6ES7 241-1CH30-0XB0
CM1241 RS422/485	6ES7 241-1CH32-0XB0
CB 1241 RS485	6ES7 241-1CH30-1XB0

注意

1. 使用通信模块CM 1241 RS232作为Modbus RTU主站时，只能与一个从站通讯。
2. 使用通信模块CM 1241 RS485作为Modbus RTU主站时，则允许建立最多与 32 个从站的通讯。
3. 使用通信板CB 1241 RS485时，CPU 固件必须为 V2.0 或更高版本，且使用软件必须为STEP 7 Basic V11 或STEP 7 Professional V11 以上更高版本。

S7-1200 Modbus RTU指令

随着 TIA PORATL 软件和 S7-1200 CPU 固件的不断更新，S7-1200 Modbus RTU 指令也出现了不同的版本。用户需要根据使用的软件和硬件，正确选择使用符合要求的 S7-1200 Modbus RTU 指令来实现 Modbus RTU 通信。

软件，硬件要求和指令版本说明如下。

软件STEP 7 V11 中的S7-1200 Modbus RTU 指令

软件STEP 7 V11版本开始，可以从“指令”→“通信处理器”→“MODBUS”下直接调用 “MB_COMM_LOAD”和“MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令，如下图1所示：

图1 Modbus RTU指令

Modbus RTU指令有两个版本：分别为V1 和V2。版本V1最初在 STEP 7 Basic V10.5 中提供；版本V2 在 STEP 7 Basic/Professional V11 中提供。

软件STEP 7 V13 SP1 中的S7-1200 Modbus RTU 指令

TIA V13 SP1版本软件中提供了2个版本的 Modbus RTU指令。如下图 2 所示：早期版本的 Modbus RTU 指令（图2. 中 MODBUS (V2.2)）仅可通过 CM1241 通信模块或 CB1241 通信板进行 Modbus RTU 通信。新版本的Modbus RTU指令（图2. 中 MODBUS(RTU) V3.0）扩展了Modbus RTU的功能，该指令除了支持 CM1241 通信模块、CB1241 通信板，还支持PROFINET或PROFIBUS分布式 I/O 机架上的PTP通信模块实现 Modbus RTU 通信。

注意：新版本 Modbus RTU 指令的使用限制条件    

新版本 Modbus RTU 指令通过CM1241通信模块或CB1241通信板进行Modbus RTU通信时，需要满足如下条件：a. S7-1200 CPU 的固件版本不能低于V4.1；b. CM1241通信模块 V2.1 以上或 CB1241。

 

图2. 两个版本 Modbus RTU 指令

常见问题
1、西门子不提供支持MODBUS-ASCII通信模式的的现成指令，需要用户自己用自由口模式编程。2、Modbus RTU指令版本 V2 将参数“REQ”和“DONE”添加到“MB_COMM_LOAD”指令。而且，“MB_MASTER”和“MB_SLAVE ”指令的“MB_ADDR ”参数现在允许一个UInt值以进行扩展寻址。3、不能在同一CPU 程序中同时使用V1（V1.x）和V2（V2.y）指令版本。用户程序的 Modbus 指令必须具有相同的主版本号；主版本组内的各个指令可具有不同的次版本号。4、对S7-1200 通信模块CM1241组态并编程调用“MB_COMM_LOAD”指令，可将其设置为Modbus RTU通信模式。通过编程调用“MB_MASTER”指令，S7-1200 通信模块CM1241可作为Modbus RTU主站，或调用“MB_SLAVE”指令，S7-1200 通信模块CM1241可作为Modbus RTU从站。5、无论S7-1200 通信模块CM1241作为Modbus RTU主站还是从站，都需要调用“MB_COMM_LOAD”指令进行编程。6、S7-1200 CM1241/CB1241 Modbus RTU 通信支持两位停止位。S7-1200 CM1241/CB1241属性里可以设置停止位，但是该模块用于 Modbus 通信时，此设置的停止位无效，需要在 Modbus_Commload 指令的背景DB里Static修改STOP_BITS停止位数值为2。如下图3、4所示：

图3. CM1241 配置停止位参数

Modbus_Commload 指令的背景DB里Static修改STOP_BITS停止位数值为2（默认值=1）

图4. 修改 Modbus RTU 通信停止位

Modbus RTU新版本指令介绍

（资料信息来源西门官网）

TIA V13 SP1版本软件中提供了2个版本的Modbus RTU指令：

图1. 两个版本Modbus RTU指令

早期版本的Modbus RTU指令（图1中MODBUS (V2.2)）仅可通过CM1241通信模块或CB1241通信板进行Modbus RTU通信。

新版本的Modbus RTU指令（图1中 MODBUS(RTU) V3.0）扩展了Modbus RTU的功能，该指令除了支持CM1241通信模块、CB1241通信板，还支持PROFINET或 PROFIBUS分布式I/O机架上的PTP通信模块实现Modbus RTU通信。

新版本Modbus RTU指令所支持的PTP模块如下图2所示：

图2. 新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模块

新版Modbus RTU指令的使用

新版本Modbus RTU指令中包含Modbus RTU 主站指令和从站指令。本文以 CPU1217C+CM1241 RS422/485+ET200SP CM PTP 模块为例，介绍新版本 Modbus RTU 指令主从通信的编程步骤。 
其中CPU机架CM1241 RS422/485作为Modbus RTU从站，分布式机架ET200SP中 CMPTP模块作为Modbus RTU主站。网络结构图如下：

图3. Modubus RTU 网络通信结构图

使用到的硬件和软件如下:

硬件：
① CPU1217C(订货号:6ES7 217-1AG40-0XB0)，固件版本V4.1.3
② CM1241 RS422/485模块(订货号:6ES7 241-1CH32-0XB0)，固件版本V2.1
③ 24V 电源PS307(订货号:6ES7307-1KA02-0AA0） 
④ ET200 SP IM155-6PN HF(订货号:6ES7155-6AU00-0CN0）
⑤ CM PTP模块(订货号:6ES7137-6AA00-0BA0）

软件：
① TIA V13 SP1 UP 9