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S7-200与安科瑞仪表modbus通讯实例

来源:易妖游戏网
1 接口定义

S7-200的通讯口为RS485物理口(9针口),其引脚定义如下图所示。

2 接线

将端口0或者端口1的引脚3接安科瑞仪表的通讯端子的A+,引脚8接安科瑞仪表的通讯端子的B-。 3 说明

S7-200 CPU上的通信口在电气上是标准的RS-485半双工串行通信口,此串行字符通信的格式:1个起始位;7/8位数据位;1位奇/偶/无校验;1停止位。通信波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500,符合这些格式的串行通讯设备可以和S7-200进行自由口通讯,Modbus RTU指令库就是使用自由口编程实现的。 4 Modbus RTU主站库

使用Modbus 主站指令库时需要注意的几点:

需要S7-200的编程软件是 Micro/WIN SP5及以上版本;

Modbus RTU 主站库对CPU的版本有要求,CPU 的版本必须为 或者 (即订货号为 6ES721*-***23-0BA*);

Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字(指每一个 MBUS_MSG 指令); )

Modbus 主站库支持Port0和Port1(从站库只支持Port0口),本例中用Port0;

使用Modbus 库时必须对库存储区进行分配,见下图设置,而且分配的空间不能和程序中其它空间冲突,否则编译调用会报错。

图4 库存储区设置

Modbus主站库支持的功能码和地址对应关系:

Modbus 地址 00001~09999 数字量输出 10001~19999 数字量输入 $读 / 写 读 写 读 读 ^Modbus 从站须支持的功能 ~ 功能1:读输出点 功能5:写单个输出点 功能15:写多个输出点 功能2:读输入点 功能4:读输入寄存器 功能3:读保持寄存器 功能6:写单个寄存器 功能16:写多个寄存器 30001~39999 输入寄存器 40001~49999 保持寄存器

读写 表2需要从站支持的功能

5 S7-200 Modbus主站编程

编程时,使用调用MBUS_CTRL完成主站的参数初始化,详细见下表,参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。

图5 Modbus RTU 主站初始化 图中各参数含义如下

编符号/含义 号 a 】说 明 必须保证每一扫描周期都被使能(使用)。 EN / 使能 Mode / 模式 b 为1时使能为Modbus协议;为0时恢复为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=奇校验,2=偶校验。 主站等待从站响应的时间,以毫秒为单位,典型的设置值为 e { Timeout / 超时1000毫秒,允许设置的范围为1-32767。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。 g Error / 错误位 初始化错误代码。 表3

调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个Modbus 请求。

图6 调用Modbus RTU 主站读写子程序 图中各参数含义如下

编号 a b c d EN / 使能 符号/含义 First / 读写请求位 Slave / 从站地址 RW / 读写操作位 说 明 同一时刻只能有一个读写功能使能。 》 e Addr / 读写从站的数据地址 f g h Count / 数据的个数 DaptPtr / 数据指针 Done / 完成位 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。 可选择的范围1–247。 0=读, 1=写。 选择读写的数据类型: 00001 至 0xxxx - 开关量输出 10001 至 1xxxx - 开关量输入 30001 至 3xxxx - 模拟量输入 40001 至 4xxxx - 保持寄存器。 通讯的数据个数(位或字的个数)。 如果是读指令,读回的数据放到这个数据区中; { 如果是写指令,要写出的数据放到这个数据区中。读写功能完成位。 i 表4

Error / 错误代码 只有在Done位为1时,错误代码才有效。 从上图中可见,S7-200作为Modbus RTU主站,波特率s,偶校验,连接从站的站地址是3,数据存储区为VB2000开始的区域。

CP341 做Modbus 从站的硬件组态

[

硬件组态

图7 S7-300侧硬件组态 设置Modbus参数

图8 消息桢字符结构

按照上述操作设置参数,从上图可以看出,本例中的传输波特率s,1位起始位,8位数据位,偶校验位,1位停止位,从站站地址是3,主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。

图9 RS422/485 接口组态

RS422/485接口只能一个有效,接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。 Modbus驱动的下载

当配置好Modbus通信的参数后,保存前需要向CP341下载Modbus Slave的驱动,一旦下载完成后无需再次下载。

需要注意的是,在下载驱动时(可以在无Dongle情况下下载),需要将CPU停机,然后下载,操作过程如下所示。

图10 下载Dongle时,需要CPU停机

图11 从站驱动下载后结果 CP341做Modbus从站的编程

从Step7 软件下的EXAMPLE目录中,找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目,打开,然后将Modbus通讯模块FB80传递到用户项目中,打开路径如下所示。

图12 Modbus Slave 例程打开路径

OB1中调用FB80编程如下:

图13 FB80程序块调用

CP卡初始化正常后,CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK为1信号,否则CP_START_ERROR为1,同时可以从ERROR_NR察看错误信息,也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息,错误信息对照和处理方式可以参考

《S7-300以用于PtP CP Modbus 协议RTU格式S7的可装载驱动程序为从站》的手册。 FB80的各参数含义如下

LADDR START_TIMER START_TIME OB_MASK CP_START CP_START_FM CP_NDR CP_START_OK CP_START_ERROR ERROR_NR ERROR_INFO 表5

\\

硬件组态中CP341的起始逻辑地址,本例中为256 { 初始化超时定时器,本例中为T120 初始化定时器时间,本例中为5S I/O访问错误屏蔽位,本例中为True(I/O访问错误已屏蔽) FB初始化使能位,本例中为 CP_START 初始化的上升沿位,本例中为 > 从CP卡写操作位,本例中为 初始化完成且无错误,本例中为 初始化完成,但有错误,本例中为 错误号,本例中为MW2 错误信息,本例中为MW4

5. 通讯测试

Modbus RTU格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的,在传输的过程中主站是主动方,即主站发送数据请求报文到从站,从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的,以下对现场常用的功能码进行分类测试,关于功能码的详细信息请参考手册。 FC01/05/15功能码 CP341从站的通讯区域配置

图14 FC01/05/15 参数组态界面

FC01、FC05、FC15对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,可以读写操作,用户地址区为0xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为00001 ~ 00008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC01功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图15 功能码FC01使用

S7-200主站,用功能码FC01读取从站8点数字量输出,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图16 FC01功能码数据交换 FC02功能码

CP341从站的通讯区域配置

图17 FC02 参数组态界面

FC02对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,只读操作,用户地址区为1xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始,如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为10001 ~ 10008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC02功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

}

图18 功能码FC02使用

S7-200主站,用功能码FC02读取从站8点数字量输入,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图19 FC02功能码数据交换 FC03/06/16 功能码 CP341从站的通讯区域配置

图20 FC03/06/16参数组态界面

FC03/06/16 对应的数据区为寄存器,数据的传递以字为单位,可以读写操作,用户地址区为4xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址 区为40001 ~ 40004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明 FC03功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图21功能码FC03使用

S7-200主站,用功能码FC03读取从站4个字寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图22 FC03功能码数据交换

FC04 功能码

CP341从站的通讯区域配置

{

图23 FC04参数组态界面

FC04对应的数据区为寄存器输入,数据的传递也以字为单位,只读操作,用户地址区3xxxx,Modbus地址在信息传送中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址区为30001 ~ 30004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明FC04功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图24功能码FC04使用

S7-200主站,用功能码FC04读取从站4个字输入寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图25 FC04功能码数据交换 Limits 栏

图26 Limits 参数组态界面

对于写功能码FC05、06、15、16,可以禁用或访问相关S7-300存储区,即使用这些功能码时,S7-300存储区需要在设定的最小和最大的范围之间,如果访问的区域超出这个范围,则访问会被拒绝,同时输出报错误信息。 6. 总结

本文档以S7-200为主站和CP341为从站简单介绍了Modbus RTU通讯,关于通讯的组态设置,编程以及常用功能码的使用,其具体的使用可以作为西门子串行通讯模块与第三方的仪表、设备等进行串行通信的参考。

@

7. 相关参考资料

关于西门子串行通信应用的文档可以参考相关产品手册,或登录下载中心网站 , 搜索下载如下文档: A0006:串口通讯模块的信息与使用 A0081:CP340/341/440/441通讯及编程 A0336:CP341 Modbus RTU多站点轮询

A0440:CP340/341基于ASCII驱动协议的多站点轮询 A0384:S7-300 CP341作主S7-200作从的Modbus通信 关键词

CP341,Modbus RTU,功能码,S7-200 图4 库存储区设置

Modbus主站库支持的功能码和地址对应关系:

Modbus 地址 00001~09999 数字量输出 。读 / 写 读 写 读 读 读 写 Modbus 从站须支持的功能 功能1:读输出点 功能5:写单个输出点 功能15:写多个输出点 功能2:读输入点 功能4:读输入寄存器 > 10001~19999 数字量输入 30001~39999 输入寄存器 40001~49999 保持寄存器

功能3:读保持寄存器 功能6:写单个寄存器 功能16:写多个寄存器 表2需要从站支持的功能

?

S7-200 Modbus主站编程

编程时,使用调用MBUS_CTRL完成主站的参数初始化,详细见下表,参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。

图5 Modbus RTU 主站初始化 图中各参数含义如下

编符号/含义 号 a EN / 使能 说 明 必须保证每一扫描周期都被使能(使用)。 b ' Mode / 模式c 为1时使能为Modbus协议;为0时恢复为PPI协议。 Baud / 波特率 支持的通讯波特率为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。 d e Parity / 校验 校验方式选择:0=无校验;1=奇校验,2=偶校验。 …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,允许设置的范围为1-32767。这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。 f g Done / 完成位 初始化完成,此位会自动置1。 Error / 错误位 初始化错误代码。 表3

调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个Modbus 请求。

图6 调用Modbus RTU 主站读写子程序

]

图中各参数含义如下

编号 a b >符号/含义 EN / 使能 First / 读写请求位 Slave / 从站地址 RW / 读写操作位 说 明 同一时刻只能有一个读写功能使能。 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。 可选择的范围1–247。 0=读, 1=写。 选择读写的数据类型: 00001 至 0xxxx - 开关量输出 10001 至 1xxxx - 开关量输入 30001 至 3xxxx - 模拟量输入 , c d e Addr / 读写从站的数据地址 f g *Count / 数据的个数 DaptPtr / 数据指针 Done / 完成位 Error / 错误代码 40001 至 4xxxx - 保持寄存器。 通讯的数据个数(位或字的个数)。 如果是读指令,读回的数据放到这个数据区中; 如果是写指令,要写出的数据放到这个数据区中。读写功能完成位。 只有在Done位为1时,错误代码才有效。 h i 表4

从上图中可见,S7-200作为Modbus RTU主站,波特率s,偶校验,连接从站的站地址是3,数据存储区为VB2000开始的区域。

CP341 做Modbus 从站的硬件组态 硬件组态

~

图7 S7-300侧硬件组态 设置Modbus参数

图8 消息桢字符结构

按照上述操作设置参数,从上图可以看出,本例中的传输波特率s,1位起始位,8位数据位,偶校验位,1位停止位,从站站地址是3,主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。

图9 RS422/485 接口组态

RS422/485接口只能一个有效,接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。 Modbus驱动的下载

当配置好Modbus通信的参数后,保存前需要向CP341下载Modbus Slave的驱动,一旦下载完成后无需再次下载。

需要注意的是,在下载驱动时(可以在无Dongle情况下下载),需要将CPU停机,然后下载,操作过程如下所示。

图10 下载Dongle时,需要CPU停机

图11 从站驱动下载后结果

[

CP341做Modbus从站的编程

从Step7 软件下的EXAMPLE目录中,找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目,打开,然后将Modbus通讯模块FB80传递到用户项目中,打开路径如下所示。

图12 Modbus Slave 例程打开路径 OB1中调用FB80编程如下:

图13 FB80程序块调用

CP卡初始化正常后,CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK为1信号,否则CP_START_ERROR为1,同时可以从ERROR_NR察看错误信息,也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息,错误信息对照和处理方式可以参考

《S7-300以用于PtP CP Modbus 协议RTU格式S7的可装载驱动程序为从站》的手册。 FB80的各参数含义如下

LADDR START_TIMER #硬件组态中CP341的起始逻辑地址,本例中为256 初始化超时定时器,本例中为T120 初始化定时器时间,本例中为5S I/O访问错误屏蔽位,本例中为True(I/O访问错误已屏蔽) FB初始化使能位,本例中为 CP_START 初始化的上升沿位,本例中为 从CP卡写操作位,本例中为 初始化完成且无错误,本例中为 初始化完成,但有错误,本例中为 错误号,本例中为MW2 错误信息,本例中为MW4 START_TIME OB_MASK CP_START CP_START_FM CP_NDR 】 CP_START_OK CP_START_ERROR ERROR_NR ERROR_INFO 表5

5. 通讯测试

Modbus RTU格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的,在传输的过程中主站是主动方,即主站发送数据请求报文到从站,从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的,以下对现场常用的功能码进行分类测试,关于功能码的详细信息请参考手册。

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FC01/05/15功能码 CP341从站的通讯区域配置

图14 FC01/05/15 参数组态界面

FC01、FC05、FC15对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,可以读写操作,用户地址区为0xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为00001 ~ 00008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC01功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图15 功能码FC01使用

S7-200主站,用功能码FC01读取从站8点数字量输出,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图16 FC01功能码数据交换 FC02功能码

CP341从站的通讯区域配置

图17 FC02 参数组态界面

FC02对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,只读操作,用户地址区为1xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始,如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为10001 ~ 10008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC02功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图18 功能码FC02使用

'

S7-200主站,用功能码FC02读取从站8点数字量输入,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图19 FC02功能码数据交换 FC03/06/16 功能码

CP341从站的通讯区域配置

图20 FC03/06/16参数组态界面

FC03/06/16 对应的数据区为寄存器,数据的传递以字为单位,可以读写操作,用户地址区为4xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址 区为40001 ~ 40004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明 FC03功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图21功能码FC03使用

S7-200主站,用功能码FC03读取从站4个字寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图22 FC03功能码数据交换

FC04 功能码

CP341从站的通讯区域配置

图23 FC04参数组态界面

@

FC04对应的数据区为寄存器输入,数据的传递也以字为单位,只读操作,用户地址区3xxxx,Modbus地址在信息传送中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址区为30001 ~ 30004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明FC04功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图24功能码FC04使用

S7-200主站,用功能码FC04读取从站4个字输入寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图25 FC04功能码数据交换 Limits 栏

图26 Limits 参数组态界面

对于写功能码FC05、06、15、16,可以禁用或访问相关S7-300存储区,即使用这些功能码时,S7-300存储区需要在设定的最小和最大的范围之间,如果访问的区域超出这个范围,则访问会被拒绝,同时输出报错误信息。 6. 总结

本文档以S7-200为主站和CP341为从站简单介绍了Modbus RTU通讯,关于通讯的组态设置,编程以及常用功能码的使用,其具体的使用可以作为西门子串行通讯模块与第三方的仪表、设备等进行串行通信的参考。

7. 相关参考资料

关于西门子串行通信应用的文档可以参考相关产品手册,或登录下载中心网站 , 搜索下载如下文档: A0006:串口通讯模块的信息与使用 A0081:CP340/341/440/441通讯及编程 A0336:CP341 Modbus RTU多站点轮询

A0440:CP340/341基于ASCII驱动协议的多站点轮询

A0384:S7-300 CP341作主S7-200作从的Modbus通信

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关键词

CP341,Modbus RTU,功能码,S7-200 图4 库存储区设置

Modbus主站库支持的功能码和地址对应关系:

Modbus 地址 00001~09999 数字量输出 10001~19999 数字量输入 30001~39999 输入寄存器 40001~49999 保持寄存器 (读 / 写 读 … 写 读 读 读 写 Modbus 从站须支持的功能 功能1:读输出点 功能5:写单个输出点 功能15:写多个输出点 功能2:读输入点 功能4:读输入寄存器 功能3:读保持寄存器 功能6:写单个寄存器 功能16:写多个寄存器

表2需要从站支持的功能

S7-200 Modbus主站编程

编程时,使用调用MBUS_CTRL完成主站的参数初始化,详细见下表,参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。

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图5 Modbus RTU 主站初始化 图中各参数含义如下

编符号/含义 号 a b EN / 使能 Mode / 模式 说 明 必须保证每一扫描周期都被使能(使用)。 、 为1时使能为Modbus协议;为0时恢复为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 e Parity / 校验 Timeout / 超时 校验方式选择:0=无校验;1=奇校验,2=偶校验。 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,允许设置的范围为1-32767。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。 Error / 错误位 初始化错误代码。 g 表3

调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG,发送一个Modbus 请求。

图6 调用Modbus RTU 主站读写子程序 图中各参数含义如下

~ 编号 a b c d 符号/含义 EN / 使能 First / 读写请求位 -说 明 同一时刻只能有一个读写功能使能。 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。 可选择的范围1–247。 0=读, 1=写。 选择读写的数据类型: \" Slave / 从站地址 RW / 读写操作位 e Addr / 读写从站的数据地址 00001 至 0xxxx - 开关量输出 10001 至 1xxxx - 开关量输入 30001 至 3xxxx - 模拟量输入 40001 至 4xxxx - 保持寄存器。 通讯的数据个数(位或字的个数)。 如果是读指令,读回的数据放到这个数据区中; 如果是写指令,要写出的数据放到这个数据区中。读写功能完成位。 只有在Done位为1时,错误代码才有效。 \" fCount / 数据的个数 DaptPtr / 数据指针 《g h i 表4

Done / 完成位 Error / 错误代码 从上图中可见,S7-200作为Modbus RTU主站,波特率s,偶校验,连接从站的站地址是3,数据存储区为VB2000开始的区域。

CP341 做Modbus 从站的硬件组态 硬件组态

图7 S7-300侧硬件组态

(

设置Modbus参数

图8 消息桢字符结构

按照上述操作设置参数,从上图可以看出,本例中的传输波特率s,1位起始位,8位数据位,偶校验位,1位停止位,从站站地址是3,主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。

图9 RS422/485 接口组态

RS422/485接口只能一个有效,接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。 Modbus驱动的下载

当配置好Modbus通信的参数后,保存前需要向CP341下载Modbus Slave的驱动,一旦下载完成后无需再次下载。

需要注意的是,在下载驱动时(可以在无Dongle情况下下载),需要将CPU停机,然后下载,操作过程如下所示。

图10 下载Dongle时,需要CPU停机

图11 从站驱动下载后结果 CP341做Modbus从站的编程

从Step7 软件下的EXAMPLE目录中,找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目,打开,然后将Modbus通讯模块FB80传递到用户项目中,打开路径如下所示。

图12 Modbus Slave 例程打开路径 OB1中调用FB80编程如下:

图13 FB80程序块调用

CP卡初始化正常后,CP_START,CP_START_FM和CP_START_OK为1信号,否则CP_START_ERROR为1,同时可以从ERROR_NR察看错误信息,也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息,错误信息对照和处理方式可以参考

《S7-300以用于PtP CP Modbus 协议RTU格式S7的可装载驱动程序为从站》的手册。 FB80的各参数含义如下

LADDR START_TIMER START_TIME OB_MASK CP_START CP_START_FM CP_NDR CP_START_OK CP_START_ERROR ERROR_NR ERROR_INFO 表5

5. 通讯测试

硬件组态中CP341的起始逻辑地址,本例中为256 初始化超时定时器,本例中为T120 初始化定时器时间,本例中为5S I/O访问错误屏蔽位,本例中为True(I/O访问错误已屏蔽) FB初始化使能位,本例中为 CP_START 初始化的上升沿位,本例中为 从CP卡写操作位,本例中为 初始化完成且无错误,本例中为 初始化完成,但有错误,本例中为 错误号,本例中为MW2 错误信息,本例中为MW4 Modbus RTU格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的,在传输的过程中主站是主动方,即主站发送数据请求报文到从站,从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的,以下对现场常用的功能码进行分类测试,关于功能码的详细信息请参考手册。 FC01/05/15功能码 CP341从站的通讯区域配置

图14 FC01/05/15 参数组态界面

FC01、FC05、FC15对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,可以读写操作,用户地址区为0xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为00001 ~ 00008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC01功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图15 功能码FC01使用

S7-200主站,用功能码FC01读取从站8点数字量输出,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图16 FC01功能码数据交换 FC02功能码

CP341从站的通讯区域配置

图17 FC02 参数组态界面

FC02对应的数据区为位输出,数据的传递以位为单位,只读操作,用户地址区为1xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始,如上图,左边为信息传递地址(地址区不能冲突),右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为10001 ~ 10008,对应S7-300的 ~ ,并且以此为例说明FC02功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图18 功能码FC02使用

S7-200主站,用功能码FC02读取从站8点数字量输入,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图19 FC02功能码数据交换 FC03/06/16 功能码 CP341从站的通讯区域配置

图20 FC03/06/16参数组态界面

FC03/06/16 对应的数据区为寄存器,数据的传递以字为单位,可以读写操作,用户地址区为4xxxx,Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址 区为40001 ~ 40004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明 FC03功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图21功能码FC03使用

S7-200主站,用功能码FC03读取从站4个字寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图22 FC03功能码数据交换

FC04 功能码

CP341从站的通讯区域配置

图23 FC04参数组态界面

FC04对应的数据区为寄存器输入,数据的传递也以字为单位,只读操作,用户地址区3xxxx,Modbus地址在信息传送中从0开始。如上图,左边为信息传递地址,右边对应的是S7-300的数据区,左边传输地址不可改,右边只对应一个数据区。例如用户地址区为30001 ~ 30004,对应S7-300数据区为 ~ ,并且以此为例说明FC04功能码的通讯。 S7-200主站程序调用

图24功能码FC04使用

S7-200主站,用功能码FC04读取从站4个字输入寄存器,接收的数据存放在VB2000开始的区域,测试截图结果如下。

图25 FC04功能码数据交换 Limits 栏

图26 Limits 参数组态界面

对于写功能码FC05、06、15、16,可以禁用或访问相关S7-300存储区,即使用这些功能码时,S7-300存储区需要在设定的最小和最大的范围之间,如果访问的区域超出这个范围,则访问会被拒绝,同时输出报错误信息。 6. 总结

本文档以S7-200为主站和CP341为从站简单介绍了Modbus RTU通讯,关于通讯的组态设置,编程以及常用功能码的使用,其具体的使用可以作为西门子串行通讯模块与第三方的仪表、设备等进行串行通信的参考。

7. 相关参考资料

关于西门子串行通信应用的文档可以参考相关产品手册,或登录下载中心网站 , 搜索下载如下文档: A0006:串口通讯模块的信息与使用 A0081:CP340/341/440/441通讯及编程 A0336:CP341 Modbus RTU多站点轮询

A0440:CP340/341基于ASCII驱动协议的多站点轮询

A0384:S7-300 CP341作主S7-200作从的Modbus通信 关键词

CP341,Modbus RTU,功能码,S7-200

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