Excellence inSiemensSIEMENS1.概述Modbusi通信协议是0SI模型第7层上的应用层报文传输协议，它已经成为一种通用的工业标准。不同厂商生产的控制设备可以通过Modbus通信协议连成工业网络，进行集中控制。ET200S1SI串行接口模块同样支持Modbus RTU模式通信，本文通过一个简单的Modbus主从通信例程，描述怎样在串行接口模块间交换数据，以及应用、操作和测试相应的软硬件。2。系统的硬件体系结构PG/PCMPI电缆S7 300 PLCS7 300 PLCProfibus标准电缆ET200SET200SRS485连接电缆图1系统的硬件体系结构本示例为两套ET200S1SI串行接口模块通过RS485接口建立主从连接，进行Modbus RTU数据通信。图1为示例系统的配置图，图中包含如下的硬件：·一台笔记本电脑或PG/PC·一块CP5512·两套S7-300PLC·两套ET200S系统A&D Service SupportPage 4-28Excellence inAutomation Drives:SiemensSIEMENS3。硬件和软件需求表1硬件订货信息名称数量订货号IM151-1 STANDARD interface module and terminating6ES7151-1AA03-0AB0moduleTM-P15S23-A0 (screw-type terminal)26ES7193-4CD20-0AA0TM-E15S26-A1 (screw-type terminal)6ES7193-4CA40-0AA0PM-E 24-48 VDC/24-230 VAC26ES7138-4CB10-0AB01SI Modbus/USS serial interface module6ES7138-4DF10-0AB0PROFIBUS FC Standard Cable6XV1830-0EH10PROFIBUS FastConnect bus connector RS 485 with66ES7972-0BB50-0XA090 cable outlet (with PG interface)CP 5512 munications processor16GK1551-2AA00MPI cable For connecting SIMATIC S7 and6ES7901-0BF00-0AA0the PG through MPI:length 5 mCPU 315-2DP26ES7315-2AG10-0AB0表2软件订货信息名称订货号STEP 7 Professional Edition 20046ES7810-5CC08-0YA5Function Blocks V2.0,Example Projects andHttp://support.automation.siemens.cManuals pertaining to the ET200S Serialom//wiew/zh/25358470/免费使用InterfaceA&D Service SupportPage 5-28Excellence inAutomation Drives:SiemensSIEMENS4.硬件安装与接线ET200S串行模块支持三种接口：RS232C、RS485和RS422。0000R/T(A)1R/T (A)R/T(B)R/T(B)PE图2RS485连接电缆例程中采用RS485接口，如果电缆长度超过50米，在传输线上加一个330欧的终端电阻以防通信错误。选用RS422或RS232C接口时，请参照以下接线图。0000TXD (A)RXD (A)15TXD (A)RXD (A)5RXD (B)TXD (B)RXD (B)626PE图3RS422连接电缆TXDRXDTXDRXDRTSCTS6RTSCTSssDTRDSRDTRDSR73DCDPEDCD8-图4RS232C连接电缆A&D Service SupportPage 6-28Automation Drives:SiemensSIEMENS5.系统组态及参数设置(1)硬件配置按照图1硬件配置图进行连接，一套S7-300PLC连接ET200S系统作为Modbus主站，另一套S7-300PLC连接ET20OS系统作为Modbus从站，用PROFIBUS标准电缆将两套S7-300PLC的MPI口相连，以便进行编程调试和监控。(2)系统组态及参数设置在STEP7管理器中新建一个名为CPU315_ET200S_SI的项目，插入一个SIMATIC300STATION,命名为Modbus_Master,然后在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架、CPU和ET200S标准从站模块，如图5所示。注意所选串行接口模块为八字节的Modbus主站模块。eTypeCPU3152DPCPUCPU 315-2 DPStandardOrder Number6E5713840F100AB0A5图5主站硬件组态ET200 S Modbus主站模块参数配置如图6所示。A&D Service SupportPage 7-28Excellence inAutomation Drives:SiemensSIEMENSProperties -1 SI Modbus Master (8 B)-(R-/52)☒Parameters▣Operating mode回Baud rate96001▣Parityeven2000Delete receive buffer during CP...OKCancelHelp图6主站参数设置图中红框加亮区参数“Interface”设为RS485半双工接口，参数“Receive lineinitial state”设为R(A)OV/R(B)5V。在这种操作模式下，Modbus驱动使接收线R(A)、R(B)在发送与接收状态之间切换，所有检测到的传输错误和断线电平都被忽略。其他参数如波特率、停止位和校验位等按默认设置即可。0+00图7从站硬件组态A&D Service SupportPage 8-28Excellence inAutomation Drives:SiemensSIEMENS同理，如图7所示再插入一个SIMATIC300 STATION,命名为Modbus_.Slave,然后在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架、CPU和ET200S标准从站模块。注意所选串行接口模块为八字节的Modbus从站模块。ET200 S Modbus从站模块参数配置如图8所示，Modbus从站地址设为6，数据帧结构和主站参数相对应。Properties-1 SI Modbus Slave (8 B)-(R-/S2)General Addresses ParametersParameterValueg白Parameters▣InterfaceRS485 (half duplex)Receive line initial stateR(A)OV /R(B)5VOperating modeNormal Operation▣Slave address回Baud rate9600自Stop bits1间ParityevenData output wait time (ms)Delete receive buffer during CP...OKCancel图8从站参数设置(3)例程Modbus主站向一个或所有从站发送通信请求，Modbus主站通过消息帧的地址域来与从站设备通信。Modbus主站发送的消息帧的内容和顺序为：从站地址、功能码、数据域（数据起始地址、数据长度、数据内容)、CRC校验码：从站应答的信息内容和顺序与主站信息帧相同。Modbus协议既定义了通信功能码，同时也定义了出错码，标志出错信息。主站接收到错误码后，根据错误原因采取相应的措施。(I)Modbus主站程序Page 9-28Excellence inAutomation Drives:SiemensSIEMENS参考例程ET200 S Function Blocks V2.0,复制所有的系统功能块到SIMATIC管理器项目下S7 Program-→Blocks中，由于Modbus通信功能块FB2和FB3内部调用了SFC14、SFC15、SFC50和SFC51等系统功能块，所以在项目Blocks要包含这些功能块。在例程中Modbus主站通过功能码O1读Modbus从站地址为6的M地址区M0~M8共9字节的数据。Modbus协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元。在Modbus系统间进行数据交换的类型是由功能码控制的。功能码定义了信息帧的意义和结构，在ET200S1SI串行模块中，如表3列出了主站和从站支持的功能码。表3主站和从站功能码功能码描述主站从站01读输出状态YesYes02读输入状态YesYes03读保持寄存器YesYes04读输入寄存器YesYes05强制单一输出位YesYes06写单一输出寄存器YesYes07读异常状态Yes08循环测试YesYes11读出通信事件计数器Yes12读出通信时间日志Yes15强制多个输出位YesYes16写多个输出寄存器YesYes其中详细列出主站功能码和数据类型如表4所示，从站支持的功能码和数据类型与主站类似：表4主站功能码功能码描述数据类型功能01读输出状态bit位存储区Mbit输出Qbit定时器Tbit计数器CA&D Service SupportPage 10-28Excellence inAutomation Drives:SIEMENS02读输入状态bit位存储区Mbit输入I03读输出寄存器wordDB04读输入寄存器wordDB05强制单一输出位bit位存储区Mbit输出Q06写单一输出寄存器wordDB07读异常状态bit8位状态08循环测试11读出通信事件计数器2个word事件状态和计数器12读出通信时间日志70个字节事件日志15强制多个输出位bit位存储区Mbit输出Q16写多个输出寄存器wordDBModbus主站程序包括如表5的功能块，其中FC21中调用FB3把DB42中的Modbus从站地址、功能码、起始地址和数据长度等请求信息发送出去，FC22中调用FB2把从站返回数据接收到DB43。Modbus通信通过FB3和FB2功能块进行传送数据，用户可以结合自己的工艺要求使用下列程序，只需修改相应的串行模板地址即可。表5 Modbus主站程序使用的功能块BlocksSymbolCommentCYCLE循环程序RESTART启动程序FB2S_RECV_SI接收数据功能块FB3S_SEND_SI发送数据功能块FC10INITIATION初始化功能块FC21SEND_SI_0发送数据FC22RECV_SI_0接收数据DB21SEND_IDB_SI_0FB3的背景数据块A&D Service SupportPage 11-28Excellence inSIEMENSDB22RECV_IDB_SI_0FB2的背景数据块DB40SEND_WORK_DB_SI_OFB3的工作数据块DB41RECV_WORK_DB_SI_OFB2的工作数据块DB42SEND_SRC_DB_SI_0发送数据块DB43RECV_DST_DB_SI_O接收数据块循环程序0B1:UCFC21/调用发送功能UCFC22//调用接收功能启动程序0B100:L256/FB3和FB2的模板逻辑地址DB40.DBW2/为FB3TDB41.DBW2L42/为FB3和FB2的DB_NOTDB40.DBW4/为FB3L43/DB号TDB41.DBW4/为FB2L0/为FB3和FB2的DBB_NO赋值TDB40.DBW6/为FB3TDB41.DBW6/为FB2UC FC10初始化程序FC10:LB#16#0A&D Service SupportPage 12-28