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SIMATIC S7-400系列 {{item.name}}

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Modbus RTU 协议的多站点轮询（CP341，RS485）

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SIMATIC S7-400系列

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硬件组态与安装
使用操作
S7-300

发布时间：2024年04月30日

Modbus RTU 协议的多站点轮询（CP341，RS485）

硬件列表

组态配置

编程

总结

硬件列表

设备名称	设备型号
PS 307	6ES7 307-1EA00-0AA0
CPU 315-2PN/DP	6ES7 315-2EH13-0AB0
MMC	6ES7 953-8LG11-0AA0
CP341	6ES7 341-1CH01-0AE0
Dongle	6ES7 870-1AA01-0YA0

注意：STEP7 V5.X软件上，必须安装如下软件包才可进行后续的组态配置。

组态配置

1、组态CPU及CP341，如图1将CP341逻辑地址设为256。

图1

2、设置Modbus总线传输速率和帧字符结构

双击CP341->Parameters－>Protocol中选择Modbus Master；双击信封Protocol，选择Modbus Master设置总线传输速率和帧字符结构以及，其它从站的设置必须和主站设置一致。如图，本例传输速率为9.6Kbit/s，帧字符1-8-e-1，即1位起始位，8位数据位，偶校验，1位停止位。

图2

3、设置电气接口

选择半双工RS 485，接收端初始状态按图3设置，各从站的接口电气标准应和主站一致，如图，具体配置步骤请参考手册《CP340/341/440/441通讯及编程》。

图3

编程

1、创建发送数据块DB1

如图，定义Modbus功能码03的数据格式，更多功能码格式参考手册《以用于 PtP CP MODBUS 协议 RTU 格式 S7 的 SIMATIC 可加载驱动程序为主站》

图4

2、创建接收数据DB

在此共建立了2个DB（DB4,DB5）分别存放来自两个从站的数据，每个DB分配了一个0～1000个字的整型数组如图。

图5

3、创建轮询功能块FC1

设置指令计数器（MW2），如图，本例中设置为2，即2两条指令。

图6

根据指令计数器值构造发送指令并指定接收缓冲区。如图，指令计数器数值为1，构造的发送指令为访问1号从站，功能码03，起始地址0（对应Modbus地址40001），4个寄存器；接收缓冲区为数据块DB4，起始地址为0。

图7

如图，指令计数器数值为2，构造的发送指令为访问2号从站，功能码03，起始地址0（对应Modbus地址40001），4个寄存器；接收缓冲区为数据块DB5，起始地址为2。

图8

为了实现数据发送和接收，FC1中还必须调用CP341发送FB8 和接收FB7 功能块。

图9

FB8参数说明表

SF	‘S’为发送，此处必须为大写的‘S’
LADDR	硬件组态中的起始逻辑地址，本例中为256
REQ	发送数据触发位，上升沿触发，本例中为M0.0
DB_NO	发送数据块号，本例中为1
DBB_NO	发送数据的起始地址，本例中为0
LEN	发送数据的长度，本例中为6
R_TYP	‘X’为扩展的数据块，此处必须为大写的‘X’
R	取消通讯，本例始终为初始值FALSE
DONE	发送完成位，无故障发送完成后为true，M0.1
ERROR	错误位，为true说明有错误，M0.2
STATUS	状态字，标识错误代码，查看Modbus Master和CP341手册
其它参数	查看在线帮助

图10

FB7参数说明表

LADDR	硬件组态中的起始逻辑地址，本例中为256
DB_NO	发送数据块号，本例中为MW4
DBB_NO	发送数据的起始地址，本例中为MW6
LEN	接收数据的长度
EN_R	使能接收位，本例中始终为TURE
R	取消通讯，本例始终为初始值FALSE
NDR	接收完成位，无故障接收完成后为true
ERROR	错误位，为true说明有错误
STATUS	状态字，标识错误代码，查看Modbus Master和CP341手册
其它参数	查看在线帮助

CP341 Modbus RTU主站轮询从站过程：以功能码03（Function Code 03）为例，正常情况下REQ(M0.0)检测到一个上升沿时，FB8启动发送作业，从站收到主站请求后发送响应数据，FB7将从站响应的数据送回给CPU处理，发送作业完成位DONE(M0.1)置位，同时指令计数器MW2加1，构造下条指令,传递到发送DB中（DB1.DBB0～DB1.DBB5），更新下一条指令的接收区地址(MW4,MW6)同时触发REQ上升沿,启动一个新的发送作业。

图11

同样以功能码03（Function Code 03）为例，在故障情况下，FB8发送功能无法完成，ERROR置位，那么判断该次发送作业失败，更新发送区地址和接收区地址启动下一个发送作业。如果FB8的DONE和ERROR由于某些故障都无法置位，那么通讯将处于死锁状态，所以在启动发送作业同时启动超时定时器t0（本例中超时定时器时间设为2100ms），即定时器计时结束时DONE或ERROR仍然没有置位，那么判断该次发送作业失败，更新发送区地址和接收区地址启动下一个发送作业。

如图所示，主站向Slave1发送请求指令，由于1号从站断线故障，从站没有收到主站请求，也无法返回主站需要的数据，当预设的从站响应时间t（如图11，t=2000ms）超时，发送功能块ERROR（M0.2）置位，主站判断本条指令失败，同时发起下一条指令作业（Function Code 03）访问Slave2，Slave2收到主站请求后，将响应数据返回给主站CP341，主站再通过FB7将从站接收到的数据保存到指定位置，发送功能块DONE（M0.1）置位，同时触发下一次发送作业。