西门子S7-200 Modbus例程
参考本文介绍可以很快掌握MODBUS通讯的应用问题，
使用下面的例程你可以在S7-200CPU之间设置一个简单的Modbus通讯。
这个例子是关于Modbus功能码6的(写从站保持寄存器）， 也可以作为其他所支持的功能码：1, 2, 3, 4, 5, 15 和16 的基本参数设置步骤 。
要求:
要使用Modbus协议必须先在STEP 7 Micro/Win上安装指令库 。
Modbus主站协议只支持STEP 7 Micro/Win V4.0 SP5及其以上版本.。
1. 硬件设置
2. 参数匹配
3. 指令库的存储地址
4. 保持寄存器值得传输
1. 硬件设置
例程中的Modbus通讯是在两个S7-200 CPU的0号通讯口间进行的(最好每个CPU都有两个通讯口)。在主站侧也可以选择相应库文件 "MBUS_CTRL_P1" 和 "MBUS_MSG_P1"通过1号通讯口通信。通讯口1与Micro/WIN建立PG或PC连接，两个CPU的通讯口0通过PPI电缆进行连接（电缆的 针脚 连接为2，3，7，8）。
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图. 01
2. 参数匹配
对于MODBUS通讯, 主站侧需要程序库 "MBUS_CTRL" 和 "MBUS_MSG",
从站侧需要程序库 "MBUS_INIT" and "MBUS_SLAVE"。
在 Micro/WIN 中您需要为主站和从站新建一个项目，程序与参数设置见图.02。
必须要保证主站与从站的“Baud”和"Parity"的参数设置要一致,并且程序块"MBUS_MSG"中的"Slave"地址要与程序块"MBUS_INIT"中的"Addr"所设置的一致 (见图. 02)。
Micro/WIN“系统块”中设置的0通讯口的波特率与MODBUS协议无关("Mode" = "1")。
图. 02
下面的表格列出了程序块各个参数选项及其意义
主站
MBUS_CTRL
参数
意义
选项
EN
使能
Mode
协议选择
0=PPI, 1=MODBUS
Baud
传输速率 kbps
1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
Parity
校验选择
0=无校验, 1=奇校验, 2=偶校验
Timeout
从站的最长响应时间 ms
Done
“完成”标志位
Error
错误代码
1)
表 01
1) 参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: "MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG" 。
MBUS_MSG
参数
意义
选项
EN
使能
First
读写请求位
Slave
从站地址
RW
"读" 或 "写"
0=读, 1=写
Addr
读写从站的数据地址
0 .. 128 = 数字量输出 Q0.0 .. Q15.7
1001 .. 10128 = 数字量输入 I0.0 .. I15.7
30001 .. 30092 = 模拟量输入 AIW0 .. AIW62
40001 .. 49999 = 保持寄存器 2
Count
位或字的个数 (0xxxx, 1xxxx) / words (3xxxx, 4xxxx)
DataPtr
V存储区起始地址指针
Done
"完成" 标志位
Error
错误代码
1)
表 02
1)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: "MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG" 。
从站
MBUS_INIT
参数
意义
选项
EN
使能
Mode
协议选择
0=PPI, 1=MODBUS
Addr
从站地址
Baud
传输速率 kbps
1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
Parity
校验
0=无校验, 1=奇校验, 2=偶校验
Delay
超时时间 ms
调用子程序的例子
MaxIQ
可使用的数字输入输出点数
2)
MaxAI
可使用的模拟量输入点数
2)
MaxHold
保持寄存器字的最大数量
2)
HoldStart
保持寄存器的起始地址(40001)
Done
完成标志位
Error
错误代码
3)
表 03
2) 最大的地址取决于所用CPU的类型及其最大值。
3)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: “MODBUS从站协议的错误代码”。
MBUS_SLAVE
参数
意义
选项
EN
使能
Done
完成标志位
Error
错误代码
3)
表 04
3)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: “MODBUS从站协议的错误代码” 。
3. 库的存储地址
项目完成后必须要在Micro/WIN中定义库的存储地址，当定义完存储区后, 要保证在任何情况下不能再被其它程序所使用 (主站侧: "DataPtr" + "Count" 从站侧: "HoldStart" + "MaxHold")。
图. 03
4. 保持寄存器值的传输
将程序下载到相应的CPU后，可以在状态表中给主站侧的V存储区赋值,然后监视从站的变化。
当主站的I0.0使能后，VW2中的内容就被发送到从站并写入从站的VW2 。
保持寄存器值的传输见图. 04。
指针"DataPtr" 代表了V区被读的起始地址。
参数 "Count" 表明了地址"Addr" = "4xxxx" (保持寄存器)以字为单位被读的个数。
主站中被读取的V存储区被写入地址为"Addr" = "40002" ("RW" = "1")的保持寄存器中。
保持寄存器是以字为单位工作的，它与从站的V区地址对应。
指针 "HoldStart" 明确了与保持寄存器起始地址40001相对应的V存储区的初始地址。
可以这样计算从站的V区目标指针：
2 * (Addr - 40001) + HoldStart = 2 * (40002 - 40001) + &VB0 = &VB2
另外，要保证"MaxHold" 定义的数据区能够包含主站侧所要写入的数据区 ：
MaxHold >= Addr - 40001 + Count = 40002 - 40001 + 1 = 2
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Fig. 04
关于STEP 7 Micro/WIN MOBDUS 库的更多信息可以参看 S7-200 系统手册 ( Entry ID 1109582) 和 STEP 7 Micro/WIN 帮助。
如何在 STEP 7 Micro/WIN 中到 Modbus RTU 协议和 USS 协议操作库？
说明：
在 STEP 7 Micro/WIN 中，Modbus RTU 协议和 USS 协议操作库位于操作树的“库”文件夹中。MODBUS 函数库要求 STEP 7 Micro/WIN 为 V3.2 或更高版本。
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图1： 添加函数库
这些库是附加函数库，并非组态软件 STEP 7 Micro/WIN 的组成部分。
您如果需要使用 Modbus RTU 协议，必须购买“SIMATIC STEP 7 Micro/WIN ADD ON: Function Library V1.1 (USS + MODBUS) for STEP 7 Micro/WIN 32”软件。
这个可选附加函数库的订货号是 6ES7830-2BC00-0YX0。
安装顺序：
先安装“STEP 7 Micro/WIN 32 Toolbox V1.0”(包括库)，然后安装“STEP 7 Micro/WIN”。
注意：
这个函数库包含可以在 STEP 7 Micro/WIN V3.2 中使用的 Modbus RTU 协议库和 USS 协议库。
如果您安装了 STEP 7 Micro/WIN V4.0 SP5 或者更高版本，那么操作库中就会包含下列函数：
Modbus RTU Master V1.2 对应端口 0 和端口 1
Modbus RTU Slave V1.0 对应端口 0
USS protocol V2.3 对应端口 0 和端口 1
∙1.s232/485转换器，485与plc的PPI口的连接方式是：

      3---Data＋/A

      8---Data－/A
2.或自己制作
   
Modbus RTU 主站指令库
西门子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站协议库（西门子标准库指令）。
图 1. 西门子标准指令库（Micro/WIN V4.0 SP5）
  注意：
1. 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 Port0 和Port 1 有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。
2. 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。
3. Modbus RTU 主站库对CPU的版本有要求。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 S7-200 CPU 不支持。
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。
要使用 Modbus RTU 主站指令库，须遵循下列步骤：
Modbus RTU 主站功能编程
 1. 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：
用 SM0.0 调用 Modbus RTU 主站初始化与控制子程序
各参数意义如下:
 
a. EN 使能： 必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）
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 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；
调用Modbus RTU 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 选择读写的数据类型
数据地址： 00001 至 0xxxx - 开关量输出
  10001 至 1xxxx - 开关量输入

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