S7-200的程序加入MODBUS通訊

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S7-200 通過以下方式支持 Modbus 通信協議:。S7-200 CPU 上的通信口 0(Port 0)通過指令庫支持 Modbus RTU 從站模式 。S7-200 CPU 上的通訊口 0 和 1 (Port 0 和 Port 1)通過指令庫支持 Modbus RTU 主站模式 。S7-200 CPU 通過 EM241 模塊的 Modem 接口支持 Modbus RTU 模式通過 S7-200 CPU 通信口的自由口模式實現 Modbus 通信協議,可以通過無線數據電臺等慢速通信設備傳輸。 這爲組成 S7-200 之間的簡單無線通信網絡提供了便利。詳細情況請參考《S7-200系統手冊》(2002 年 10 月或以後版本)的相應章節。 Modbus 是公開通信協議,其最簡單的串行通信部分僅規定了在串行線路的基本數據傳輸格式,在 OSI 七層協議模型中只到 1,2 層。 Modbus 具有兩種串行傳輸模式,ASCII 和 RTU。它們定義了數據如何打包、解碼的不同方式。支持 Modbus 協議的設備一般都支持 RTU 格式。通信雙方必須同時支持上述模式中的一種。 Modbus 是一種單主站的主/從通信模式。Modbus 網絡上只能有一個主站存在,主站在 Modbus 網絡上沒有地址,從站的地址範圍爲 0 - 247,其中 0 爲廣播地址,從站的實際地址範圍爲 1 - 247。 Modbus 通信標準協議可以通過各種傳輸方式傳播,如 RS232C、RS485、光纖、無線電等。 在 S7-200 CPU 通信口上實現的是 RS485 半雙工通信,使用的是 S7-200 的自由口能。 詳細的協議和規範,請訪問 Modbus 組織的網站: http://www.modbus.org 西門子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協議庫(西門子標準庫指令)。注意: 1. Modbus RTU 主站指令庫的功能是通過在用戶程序中調用預先編好的程序功能塊實現的,該庫對 Port 0 和 Port 1 有效。該指令庫將設置通信口工作在自由口模式下。 2. Modbus RTU 主站指令庫使用了一些用戶中斷功能,編其他程序時不能在用戶程序中禁止中斷。 3. Modbus RTU 主站庫對CPU的版本有要求。CPU 的版本必須爲 2.00 或者 2.01(即訂貨號爲 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 主站指令庫,可以讀寫 Modbus RTU 從站的數字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。要使用 Modbus RTU 主站指令庫,須遵循下列步驟: 1.安裝西門子標準指令庫 2.按照要求編寫用戶程序調用 Modubs RTU 主站指令庫 Modbus RTU 主站功能編程使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化,並啓動其功能控制:各參數意義如下: a. EN 使能: 必須保證每一掃描週期都被使能(使用 SM0.0) b. Mode 模式: 爲 1 時,使能 Modbus 協議功能;爲 0 時恢復爲系統 PPI 協議 c. Baud 波特率: 支持的通訊波特率爲1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。 d. Parity 校驗: 校驗方式選擇 0=無校驗 1=奇較驗 2=偶較驗 e. Timeout 超時: 主站等待從站響應的時間,以毫秒爲單位,典型的設置值爲 1000 毫秒(1 秒),允許設置的範圍爲 1 - 32767。 注意: 這個值必須設置足夠大以保證從站有時間響應。 f. Done 完成位: 初始化完成,此位會自動置1。可以用該位啓動 MBUS_MSG 讀寫操作(見例程) g. Error 初始化錯誤代碼(只有在 Done 位爲1時有效): 0= 無錯誤 1= 校驗選擇非法 2= 波特率選擇非法 3= 模式選擇非法 2. 調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG,發送一個Modbus 請求;各參數意義如下: a. EN 使能: 同一時刻只能有一個讀寫功能(即 MBUS_MSG)使能 注意:建議每一個讀寫功能(即 MBUS_MSG)都用上一個 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活,以保證所有讀寫指令循環進行(見例程)。 b. First 讀寫請求位: 每一個新的讀寫請求必須使用脈衝觸發 c. Slave 從站地址: 可選擇的範圍 1 - 247 d. RW 從站地址: 0 = 讀, 1 = 寫 注意: 1. 開關量輸出和保持寄存器支持讀和寫功能 2. 開關量輸入和模擬量輸入只支持讀功能 e. Addr 讀寫從站的 選擇讀寫的數據類型 數據地址: 00001 至 0xxxx - 開關量輸出 10001 至 1xxxx - 開關量輸入 30001 至 3xxxx - 模擬量輸入 40001 至 4xxxx - 保持寄存器 f. Count 數據個數 通訊的數據個數(位或字的個數) 注意: Modbus主站可讀/寫的最大數據量爲120個字(是指每一個 MBUS_MSG 指令) g. DataPtr 數據指針: 1. 如果是讀指令,讀回的數據放到這個數據區中 2. 如果是寫指令,要寫出的數據放到這個數據區中 h. Done 完成位 讀寫功能完成位 i. Error 錯誤代碼: 只有在 Done 位爲1時,錯誤代碼纔有效 0 = 無錯誤 1 = 響應校驗錯誤 2 = 未用 3 = 接收超時(從站無響應) 4 = 請求參數錯誤(slave address, Modbus address, count, RW) 5 = Modbus/自由口未使能 6 = Modbus正在忙於其它請求 7 = 響應錯誤(響應不是請求的操作) 8 = 響應CRC校驗和錯誤 - 101 = 從站不支持請求的功能 102 = 從站不支持數據地址 103 = 從站不支持此種數據類型 104 = 從站設備故障 105 = 從站接受了信息,但是響應被延遲 106 = 從站忙,拒絕了該信息 107 = 從站拒絕了信息 108 = 從站存儲器奇偶錯誤 常見的錯誤:如果多個 MBUS_MSG 指令同時使能會造成 6 號錯誤 從站 delay 參數設的時間過長會造成主站 3 號錯誤 從站掉電或不運行,網絡故障都會造成主站 3 號錯誤 3. 在 CPU 的 V 數據區中爲庫指令分配存儲區(Library Memory) Modbus Master 指令庫需要一個284個字節的全局 V 存儲區。 參考:分配庫指令數據區關於 Modbus RTU 主站協議庫的補充說明:此爲西門子正式推出的標準庫指令說明資料。在 Modbus RTU Master 協議和 PPI 協議之間切換: Modbus RTU Master 協議指令庫使通信口工作在自由口模式下,此時不能與 Micro/WIN 軟件通信。要在切換回 PPI 協議,可以:。將 MBUS_CTRL 指令的 Mode 輸入端設置爲邏輯“0” 。將 CPU 的允許模式選擇開關置爲 STOP 位置 Modbus RTU Master 協議庫的執行時間: Modbus RTU Master 協議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用於初始化,在後續的每個掃描週期中只佔用 0.41 ms。調用 MBUS_MSG 子程序會加長處理時間。大部分時間都用於 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數據就需要 1.85 ms 掃描時間。數據最多的情況下(讀、寫 120 字的數據),掃描時間大概會擴增加 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數據上;寫操作的時間主要消耗在發送數據上。 Modbus 地址通常 Modbus 地址由 5 位數字組成,包括起始的數據類型代號,以及後面的偏移地址。Modbus Master 協議庫把標準的 Modbus 地址映射爲所謂 Modbus 功能號,讀寫從站的數據。Modbus Master 協議庫支持如下地址:。00001 - 09999:數字量輸出( 線圈) 。10001 - 19999:數字量輸入(觸點) 。30001 - 39999:輸入數據寄存器(通常爲模擬量輸入) 。40001 - 49999:數據保持寄存器 Modbus Master 協議庫支持的功能爲了支持上述 Modbus 地址的讀寫,Modbus Master 協議庫需要從站支持下列功能:表 1. 需要從站支持的功能 Modbus 地址 讀/寫 Modbus 從站須支持的功能 00001 - 09999 數字量輸出 讀 功能 1 寫 功能 5:寫單輸出點 功能 15:寫多輸出點 10001 - 19999 數字量輸入 讀 功能 2 寫 - 30001 - 39999 輸入寄存器 讀 功能 4 寫 - 40001 - 49999 保持寄存器 讀 功能 3 寫 功能 6:寫單寄存器單元 功能 16:寫多寄存器單元 Modbus 地址和 S7-200 存儲區地址的映射 S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協議庫通信時,Modbus 地址和 S7-200 內存儲區地址的 映射關係都類似。 Modbus 保持寄存器地址映射舉例: Modbus 保持寄存器地址 40001 12 34 40002 56 78 40003 9A BC 對應: S7-200 存儲區字尋址 VW200 12 34 VW202 56 78 VW204 9A BC 對應: S7-200 存儲區字節尋址 VB200 12 VB201 34 VB202 56 VB203 78 VB204 9A VB205 BC Modbus 數字量地址映射舉例:位地址(0xxxx 和 1xxxx)數據總是以字節爲單位打包讀寫。第一個字節中的最低有效位對應 Modbus 地址的起始地址。如下圖所示 vx7 vx6 vx5 vx4 vx3 vx2 vx1 vx0 10008 10007 10006 10005 10004 10003 10002 10001

 

評論:在網上到處收羅了有關MODBUS地址 映射 S7-200地址的資料,一直比較疑惑。今天有點明白出是怎麼回事了。我現在的理解是:通用的MODBUS協議並不關心具體的設備(比如是西門子的plc,或是AVR的單片機,或是別的設備),關鍵是要求設備遵守開始地址和數據長度的約定。拿幾個具體例子來說:MODBUS的000001地址-》設備知道是指Q0.1,並對該數據進行操作;010001-》I0.0;030001 -》 AIW0;04xxxx-》VW2*(xxxx-1)

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