Modbus RTU 从站

CPU 本体集成通信口（Port 0）、可选信号板 （Port 1）支持 Modbus RTU 从站通信协议

S7-200 SMART CPU 本体集成通信口（Port 0）、可选信号板（Port 1）可以支持Modbus RTU协议，成为Modbus RTU从站。此功能是通过 S7-200 SMART的自由口通信模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。

详情请参考《 S7-200 SMART PLC系统手册》之相关章节。

要实现Modbus RTU通信，需要使用STEP 7-Micro/WIN SMART Instruction Library（指令库）。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。

Modbus RTU从站指令不能同时用于 CPU 集成的 RS 485 通讯口 和 可选 CM 01 信号板。

基本步骤：

1. 检查Micro/WIN SMART Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。
   
   
   图1. 指令树中的库指令
2. 编程时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用MBUS_SLAVE，并指定相应参数。关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到；
   
   
   图2. 调用Modbus RTU通信指令库
   
   图中参数意义如下：
3. 模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止
4. 从站地址：Modbus从站地址，取值1~247
5. 波特率：可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200
6. 奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验
7. 端口：0=CPU中集成的 RS-485,1=可选信号板上的RS-485 或 RS-232。
8. 延时：附加字符间延时，缺省值为0
9. 最大I/Q位：参与通信的最大I/O点数，S7-200 SMART 的I/O映像区为256/256(但目前只能最多连接4个扩展模块，因此目前最多I/O点数为188/188)
10. 最大AI字数：参与通信的最大AI通道数，最多56个
11. 最大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW）
12. 保持寄存器区起始地址：以&VBx指定（间接寻址方式）
13. 初始化完成标志：成功初始化后置1
14. 初始化错误代码
15. Modbus执行：通信中时置1，无 Modbus 通信活动时为 0。
16. 错误代码：0=无错误
    
17. 在CPU的V数据区中分配库指令数据区（Library Memory）
    
    Modbus Slave 指令库需要一个781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：

1）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。如图3所示：

图3. “库存储器” 按钮

2）在弹出的选项卡中设置库指令数据区，如图4所示：

图4. 缺省情况下是从VB0开始，但要保证该存储器使用地址范围与其他程序使用的地址不能有重叠。按“建议地址”按钮也可以自动分配。

1. 如有必要，使用主站软件测试。

注意：由子程序参数HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器区，是在S7-200 SMART CPU的V数据存储区中分配，此数据区不能和库指令数据区有任何重叠，否则在运行时会产生错误，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器区按“字”寻址，即MaxHold规定的是VW而不是VB的个数。

在图2的例子中，规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB1000 开始（HoldStart ＝ VB1000），并且保持寄存器为1000个字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（两个字节）为单位，实际上这个通信缓冲区占用了VB1000～VB2999共2000个字节。因此分配库指令保留数据区时至少要避开 VB1000～VB2999 区间。

注意：你选用的CPU的V存储区大小！CPU型号不同V数据存储区大小不同。应根据需要选择Modbus保持寄存器区域的大小。

包含 Modbus RTU 从站指令库的项目编译、下载到CPU中后，在编程计算机（PG/PC）上运行一些 Modbus 测试软件可以检验S7-200 SMART CPU的Modbus RTU通信是否正常，这对查找故障点很有用。测试软件通过计算机串口（RS-232）和PC/PPI电缆连接CPU。如果必要，须将PC/PPI电缆设置在自由口通信方式。

可到一些软件下载网站寻找类似软件，如 ModScan32 等。

Modbus RTU 从站地址与S7-200 SMART 的地址对应

Modbus地址总是以00001、30004之类的形式出现。S7-200 SMART CPU内部的数据存储区与Modbus的0、1、3、4共4类地址的对应关系如下：

表1. Modbus地址对应表

其中T为S7-200 SMART CPU中的缓冲区起始地址，即 HoldStart。

如果已知S7-200 SMART CPU中的V存储区地址，推算Modbus地址的公式如下：

Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T为偶数

Modbus RTU 从站指令库支持的 Modbus 功能码

Modbus RTU 从站指令库支持特定的 Modbus 功能。访问使用此指令库的主站必须遵循这个指令库的要求。

表 2. Modbus RTU 从站功能码

Modbus RTU 从站例程

为了更好地理解 Modbus 从站的编程，可参考下面的例程。

注意：

1. 该例程使用 STEP 7-Micro/WIN SMART 编写。
2. 该例程 Modbus 从站站地址设置为 3，不同的站地址可通过修改程序中 MBUS_INIT 指令的 “Addr” 引脚来实现。

Modbus RTU 从站指令库应用例程

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。

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