Modbus RTU協(xié)議在S7200中的應(yīng)用

1、1 引言    工業(yè)控制已從單機(jī)控制走向集中監(jiān)控、集散控制，如今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)集約制造時代。工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。Modbus就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊約規(guī)。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為主流的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。他為符合Modbus協(xié)議的不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。 2 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中的應(yīng)用原理2.1 Modbus RTU協(xié)議與S7-200相互關(guān)系簡介  

2、0; 現(xiàn)在S7-200 CPU上的通訊口Port0 、Port1可以支持Modbus RTU協(xié)議，成為Modbus RTU主從站。此功能是通過S7-200的自由口通訊模式實現(xiàn)，因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺等慢速通訊設(shè)備傳輸。    如果想在S7-200 CPU與其他支持Modbus RTU的設(shè)備使用Modbus RTU協(xié)議通訊，需要由有S7-200 CPU做Modbus主站。S7-200 CPU做主站必須由用戶自己用自由口模式，按相關(guān)協(xié)議編程。當(dāng)然現(xiàn)在軟件升級到SP5以后調(diào)用庫文件，可省去不少麻煩。    在

3、原來SP4以下的版本中S7-200控制系統(tǒng)應(yīng)用中，Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通訊0口(Port0)。要實現(xiàn)Modbus RTU通訊，需要Step7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝Step7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫)。Modbus RTU功能是通過指令庫中預(yù)先編好的程序功能塊實現(xiàn)的。現(xiàn)在從你用的V4.0版本升級到SP5以后，系統(tǒng)會自帶USS數(shù)據(jù)庫，MBUS主從站數(shù)據(jù)庫。2.2 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中應(yīng)用的基本過程    (1) 首

4、先檢查S7-200控制系統(tǒng)中所用Micro/WIN的軟件版本，應(yīng)當(dāng)是Step7-Micro/WIN V3.2以上版本。     (2) 檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫(圖1)，庫中應(yīng)當(dāng)包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫)軟件包，如圖1所示。圖1 指令樹中的庫指令    (3) 編程時使用SM0.1調(diào)用子程序MBUS_INIT進(jìn)行初始化，使用SM0.0調(diào)用研究M

5、BUS_SLAVE，并指定相應(yīng)參數(shù)。關(guān)于參數(shù)的詳細(xì)說明，可在子程序的局部變量表中找到。示例參見圖2:圖2 調(diào)用MODBUS通訊指令庫    圖2中參數(shù)意義如下: 模式選擇:啟動/停止MODBUS，1=啟動;0=停止; 從站地址:MODBUS從站地址，取值1247; 波特率:可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600; 奇偶校驗:0=無校驗;1=奇校驗;2=偶校驗; 延時:附加字符間延時，缺省值為0; 最大I/Q位:參與通訊的最大I/O點數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128; 最大AI字?jǐn)?shù):參與

6、通訊的最大AI通道數(shù)，可為16或32; 最大保持寄存器區(qū):參與通訊的V存儲區(qū)字(VW); 保持寄存器區(qū)起始地址:以&VBx指定(間接尋址方式); 初始化完成標(biāo)志:成功初始化后置1; 初始化錯誤代碼; MODBUS執(zhí)行:通訊中時置1; 錯誤代碼:0=無錯誤。(4) 注意的問題    調(diào)用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令庫)需要分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)(Library Memory)。庫指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應(yīng)庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲空間。如果在編程時不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時會產(chǎn)生許多相同的錯

7、誤。    由子程序參數(shù)HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器區(qū)，是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存儲區(qū)中分配，此數(shù)據(jù)區(qū)不能和庫指令數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊，否則在運行時會產(chǎn)生錯誤，不能正常通訊。注意Modbus 中的保持寄存器區(qū)按“字”尋址，即MaxHold規(guī)定的是VW而不是VB的個數(shù)。  3 Modbus RTU協(xié)議測試    包含Modbus RTU從站指令庫的項目編譯、下載到CPU中后，在編程計算機(jī)(PG/PC)上運行一些Modbus測試軟件可以檢驗S7-200的Modbus RTU通訊是否正

8、常，這對查找故障點很有用。測試軟件通過計算機(jī)串口(RS-232)和PC/PPI電纜連接CPU。(以ModScan32測試軟件為例作以檢測說明)3.1 測試軟件     測試軟件ModScan32如圖3所示。圖3 Modbus RTU測試軟件:ModScan32圖3中，ModScan32測試軟件的畫面中相關(guān)參數(shù)意義如下: Address:ModBus中存儲區(qū)的起始地址;Device Id:PLC ModBus的端口地址;Length:參與通訊的V存儲區(qū)字的長度。3.2 參數(shù)設(shè)置    對ModScan32測試軟件的通

9、訊參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，要與S7-200的Modbus RTU指令庫MBUS_INIT中所設(shè)定的參數(shù)相統(tǒng)一，這樣即可進(jìn)行通訊檢測。ModScan32通訊參數(shù)設(shè)置如圖4所示。  圖4 ModScan32通訊參數(shù)設(shè)置4 MODBUS RTU地址與S7-200的地址對應(yīng)關(guān)系    MODBUS地址總是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲區(qū)與MODBUS的0、1、3、4共4類地址的對應(yīng)關(guān)系如附表所示:    附表 MODBUS地址對應(yīng)表 說明:其中T為S7-200中的緩沖區(qū)起始地址，即HoldStart。如果已知S7-200中的V存儲區(qū)地址，推算MODBUS地址的公式如下:MODBUS地址=40000+(T/2+1) 其中T為偶數(shù)。  5 結(jié)束語