如何通过Modbus协议实现S7-1200与S7-200通讯

学习文档仅供参考学习文档仅供参考如何通过Modbus协议实现S7-1200与S7-200通讯文献涉及产品西门子S7-1200紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，由于其性价比高，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与Modbus仪表（扫描枪、打印机等设备进行通讯。因为没有第三方Modbus仪表，这里就以S7-200作为第三方的仪表为例介绍Modbus通讯。.控制系统原理图1:通讯系统原理.硬件需求S7-1200PLC目前有3种类型的CPU：1〕S7-1211CCPU。2〕S7-1212CCPU。3〕S7-1214CCPU。这三种类型的CPU最多都可以连接三个串口通信模版。本例中使用的PLC硬件为：1〕PM1207电源(6EP1332-1SH71)2〕S7-1214C(6ES7214-1BE30-0XB0))CM1241RS485(6ES7241-1CH30-0XB0)4〕CPU224XP(6ES7214-2AD23-0XB0〕.软件需求1)编程软件Step7BasicV10.5(6ES7822-0AA0-0YA0)2)编程软件STEP7MicroWIN；Modbus库软件选项包.组态我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7BasicV10.5中组态S7-1214C和S7-200的Modbus通信。

S7-1200作Modbus主站，S7-200作Modbus从站S7-1200作为Modbus主站的配置步骤如下：点击桌面上的“TotallyIntegratedAutomationPortalV10”图标，打开如下列图:图2：新建S7-1200项目首先需要选择“Createnewproject”选项，然后在“Projectname:"里输入Modbus_Master；在“Path：”修改项目的存储路径为“C:\”；点击“Create”，这样就创建了一个文件Modbus的新项目。创建后的窗口如下列图所示：图3：新建项目后点击门户视图左下角的“ProjectView”切换到项目视图下，如下列图:SiEimfns-Modbiu5_UiastFr -BXPtCijeflEditVawInsertOnhn-e。加。广士TeiliWndtw+-一-一- _一_r- TstallyIntegratedAirtomqt^n_ir*jtJSflrvsproject昌：乂恕=X出啕母晶W——Jgodaiipe' FCRTAL▼FindandReplaceFiftdw^rdsdrilyM必小网WFindinhiddentext?口当总wilditArdSUsefegulareMipre-ssionis制KM世FrorwicuvrE-ntpositionSelecuonj_*rnDplfUll&IIIfn3▼FindandReplaceFiftdw^rdsdrilyM必小网WFindinhiddentext?口当总wilditArdSUsefegulareMipre-ssionis制KM世FrorwicuvrE-ntpositionSelecuonj_*rnDplfUll&IIIfn3PnrtalmiipwLanguage1■&ffewurFindinsubstructuresBlameCommon,data♦*口pin*access卜FjSlUuTicCjrdRf^iwDetatIlsview•DnuunLanguages旦Rjesourczes一一#Ta5*5uCbir.alg5图4：切换到项目视图打开后，在“Devices”标签下，点击“Addnewdevice”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC1”并在设备列表里选择CPU的类型。选择后如下列图:

Si¥imen5-Modbu-5_Ma5tcrhr&jMEditView巾把此Onhn-eG|Hj包单TeiliWirtd(w►TotallyIntegrdtPdlAutunRtiGnPORTAIMMbmi_Mdittir>PLC_1 ■■■XHntidVT占世ratdlug#tJi'Tv/Qilc [J1“痴"#2 -艮。/小6TaM一用工Su10,Jkiwlbus-JJa:MrSf^diiewvwt品OC-/K*5fi-HeTVSHMr|<,：卜gipixjHRMHK►0l_aingu叫一号&TotallyIntegrdtPdlAutunRtiGnPORTAIMMbmi_Mdittir>PLC_1 ■■■XHntidVT占世ratdlug#tJi'Tv/Qilc [J1“痴"#2 -艮。/小6TaM一用工Su10,Jkiwlbus-JJa:MrSf^diiewvwt品OC-/K*5fi-HeTVSHMr|<,：卜gipixjHRMHK►0l_aingu叫一号&Fes■J/湛快对■:“弓・05MWIGGird庇M/r4III,DetailsviewflameJfirtionnnppiil-eCPU窜号IbQArdDIDOMgXI卬4M口闺0n=3let口omGrik?ral♦<ien#ralrrTQFlllETirw«rliC!fnDri4tooic«GcMr』Iftdjeci：IZcmHen^Tr*5山L-bIC-IBlw▼InfornutiDHiSriRrnj-M1▼InfornutiDHiSriRrnj-M1lulnrUiu——hJAIE 十『——『,rlPnrtalmiipw♦H冏怎：p曾fd IH3口Pnrtalmiipw•::Overview^图5：PLC硬件组态插入CPU后，点击CPU左边的空槽，在右边的“Catalog”里找到“Communication”下的RS485模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此RS485模块硬件接口参数，选择RS485模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口，在属性窗口里有下面五个选项，“general”；“PortConfiguration”；“TransmitmessageConfiguration”；“ReceiveMessageConfiguration”；“IOAddress/HWidentify”。在“General”里包括了此模块的“项目信息”;而在“PortConfiguration”里可以对端口的进行参数配置，波特率为：9600；校验方式：无；数据位为：8；停止位：1；硬件流控制：无；等待时间：1ms设置参数如下列图：

图6：RS485端口配置ft“TransmitmessageConfiguration”和“ReceiveMessageConfiguration”里保持默认设置，在“IOAddress/HWidentify”里确认一下“硬件识别号”为11。此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写Modbus通讯程序。在PLC中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”一》“Programblock”一》“Addnewblock”在弹出的窗口中选择“OrganizationsBlock(OB)”，然后在其右边的窗口里选择“Startup"，去除“SymbolicAccessOnly”的选项勾。如下列图所示：图7：添加启动OB块点击“OK”后会打开此OB块，然后在启动OB块里用MB_COMM_LOAD〔注：MB_COMM_LOAD和MB_MASTER功能块是在“ProjectLibrary”下的“Library”如下列图所示:Libraries▼Projectlibrary超氏AllProjectlibraryME_3hlM_LQ2[I'：']_fME」L<JEF[Iu]UE_£LE『E[I'：■]'^Globallibraries由03自UJHIJIEutton:皆5Yit小t二▼LUIdODEUSf081".1_1_4:口[Iu]l-.IBJJ/.STEP[Iu]_fME_SI_FE[I0]LUusstParts(Projectlibrary)Ilari'll图8：Library量-nsrruttisl^因Tesang^Tasks山LihrErfD-si-nslcIJl.t-flMMt--?Lir-gDatablock|MB_CaMM_LaAO_D0▼图10：创建背景数据块Datablock|MB_CaMM_LaAO_D0▼图10：创建背景数据块M口化…图9：调用MB_COMM_LOAD块在调用MB_COMM_LOAD功能块时，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下列图:TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"Call叩ti口1/ XNumberi 4■ ▼Manual•AutomaticThecalle-clfunctionblocksave5iticl^tainitsownirstancecldtcik'l'：'<k按上面的步骤在OB1中插入MBMASTER功能块如下列图:

图11：调用MB_MASTER块在插入功能块的过程，相应的生成MB_COMM_LOAD_DB和MB_MASTER_DB,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击PLC_1项目下的“ProgramBlock”下的“Addnewblock”，在弹出的窗口中选择DB类型为“GlobalDB”，并去掉“Symbolicaccessonly”选项勾（这样可以对该DB块进行直接地址访问），并取名该DB块为MB_COMM_DB。建好这个DB块后，双击打开MB_COMM_DB预先定义数据区的大小，如下列图所示：

图12：数据区的定义完成数据区的定义后，接下来就可以对MB_COMM_LOAD功能块和MB_Master功能块进行参数赋值，赋值的参数见图9和图11。在上面的编程块里需要注意的是，在MB_MASTER功能块中的参数MB_ADDR参数是从站的Modbus的站地址。这里要读取的从站的站地址为2；关于MODE、DATA_ADDR、DATA_LEN可在下表中查看，DATA_PTR存放发送或接收到的数据。

MB_MA57ERModt»us功幅'dQdbus地址写蒙DAT^_ADDR地址类型Modbus我惘蛇度蠢敕D^TA_LENModbus功匏购QOODC'1髡0^99幡由位1到2000□1H10M-1-19993幡入位1到20M02H30001-39099射入寄存昨1到1匹D4H4口加髡4沟BB40DC<-1fij^5538r犷腰3保持寄存济1到1Z&□3H写入如眈1磐o^gg事删配1（■单个也）05H400D1髡4沔9940DC<-1到^5536f犷展)保持寄存那1（■单个字；□6H00001到09沟9前出位2^IJ196615h40001到4◎蚂白4000014S5536(FIR)保持寄养器2 123161-财2有些Modbus从站不支持使用Modbus劭能0&H和06H写入单小便或字*班这些情期下，可聿过复式2强ftl便同Modbus函颤1EH和16H写入单上也和字.00001到的的9前由位1到196B15h40001到43期400001器465536(犷展〕俊持寄存黑1到12316F摸式11AMB_AEDR猫A引用的Modbus从就中信取事件计数基字在SemasS7-1200M&dbus从站中，从站暂决从Modbus主站收到一小有强的遭或写追或t善广器）时.这计勤卿就看卷塔.巡回的值存惭在DATA_PTR植入指定的宁位置.,此穗式不就要书蚀的DATA_LEN财80，检会口口口艮嫡人引用的ModbJSsUt的通优状超-MB.MASTER指令的NDR给出傥・优时，表示所寻址的Modbus从牯■使用请当的响应物据进行了响由，段台盘据邈回到用户程序申-此箱式不扁具帮效眄DATA_LEN摸式用•豆置WB/UD目输入弓屈的Modbus从骷中的事件芬敬话£即苞式《通回时他〕冉3TER指奇的NDRlfitB位置性时.表示所寻址的Modbus丛站使用适当的晌瓜数据迸行了嘀我用毂据返回到吊户程序申曲榛斌不莉要有蚊的DkTM_LEN表1：MB_MASTERModbus功能表上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“CompliesALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下列图:ToMydn婕gratrdALito(niUonPORTALPlrojectEewT0OMadbuc.iMdft«r►Fiji■Pr>Dgiramibhdci»Startup 一■■乂In-itructloi将/一5=内|制工=「…专■'.C?P5OpMirbfitfweifitdrMMbULLl才1*■4ddnewde>ic^AfreviMsflrNebwiiE«e/icfl*Online»De-tail-tviewUllill申ILF"II 1"I 回j-vToMydn婕gratrdALito(niUonPORTALPlrojectEewT0OMadbuc.iMdft«r►Fiji■Pr>Dgiramibhdci»Startup 一■■乂In-itructloi将/一5=内|制工=「…专■'.C?P5OpMirbfitfweifitdrMMbULLl才1*■4ddnewde>ic^AfreviMsflrNebwiiE«e/icfl*Online»De-tail-tviewUllill申ILF"II 1"I 回j-vBlacktitle：▼FaM4nltetTl-TJJTa终=4r£ct-。n5uvmmtrrQit ［上rUH&叩 ftrt-sCFflStE ctri♦vXDeletePenarne F2G6co (<■6oln如电下匚出ni^^kw*出Compil*QmnbddtEidevice4jrSoanhrvEiJVGqotilnt电OnlineAdiaqnosncsCetI+Dlldimt__工 3「一’Fi..|i«m|.塞CampfireoRlineJcnftneTWhn^lO^ShoWu5BdepLttd甲 固和3Hgnmem：3HM#tfiblm!RCaIIshucbjntUj_帆mrm£Cm!£-r>£lerEnss-imtruai'onftijnJBrtli>gic■乌|Tm-ZLr-2CpunterjWB十

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图14：S7-200Modbus从站编程在上面调用的是端口0的程序，所以在连接通讯线时，需要连接到端口0上，编译并下载项目到S7-200的PLC中。下载后运行PLC。用DP电缆连接S7-1200与S7-200。在线监控S7-200中的程序，并监控变量表，修改VB1000到VB1011的值为1到12〔VB1000到VB1011对应的Modbus的地址为40001-40006）。监控到的值如下列图所示：图15：S7-200监控变量值在线监控S7-1200变量表如下列图:图16：S7-1200监控变量值4.2S7-200作Modbus主站，S7-1200作Modbus从站S7-1200作为Modbus从站的配置步骤如下：点击桌面上的“TotallyIntegratedAutomationPortalV10”图标，打开如下列图:PiiiM HI*s.^z 40nlsc•-Mndh4i5_al^WStartD4?MIO-1.XHel'ivD-rksPruurJUHHiingWlvu^JiEuliomOpfHliltingppmC*1何「工Mfir口j，ctStartD4?MIO-1.XHel'ivD-rksPruurJUHHiingWlvu^JiEuliomOpfHliltingppmC*1何「工Mfir口j，ctCrpilBnowpriajECLGfljtnnivurprnijncfTainllyEritegratrdAntnniatinnPORTALMlddbui.Slj-M口3T1EeniEi匚EdHupfll■iltailxillEdpiDdurtt•HtbpQpienudpiojfeitEMS时"P同电㈱MM，—$1科君讣"2bUJ，忖”图17：S7-1200监控变量值首先需要选择“Createnewproject”选项，然后在“Projectname:"里输入Modbus_Slave在“Path：”修改项目的存储路径为"C:\Backupfile”；点击“Create”，这样就创建了一个文件Modbus_Slave的新项目。创建后的窗口如下列图所示：

St"tPt口q弓ViiaiiJtTatidn巾M值总BIjSt"tPt口q弓ViiaiiJtTatidn巾M值总BIjinqma.fti口F^rststepii•OpenHdstiBg|ii0]fct■-Jp中“maw『11叩?ETukmllj1IrvtciqraEfdAuto-in□ti«inPORTALPtuJe-eTz"Mvdbsi_SIhUELcsaFuJIvapEHE-d. rfc.die-nevr□purIhr|nn|«rcEvte♦PTa]C-CtYIEWQ网"P4・f”他田♦PTa]C-CtYIEW图18：新建项目后点击门户视图左下角的“ProjectView”切换到项目视图下，如下列图:

图19：切换到项目视图打开后，在“Devices”标签下，点击“Addnewdevice”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC_1”并在设备列表里选择CPU的类型。选择后如下列图:

icrncm-KModbus口管上Gefi^rilr*oj«cttditVis*nielOnline5f*!U与次pnojett，J】・M2Wr«k7FilS^r0Moidbut5dnt>PIC1rdtalogl.:口,，皿g⑪icrncm-KModbus口管上Gefi^rilr*oj«cttditVis*nielOnline5f*!U与次pnojett，J】・M2Wr«k7FilS^r0Moidbut5dnt>PIC1rdtalogl.:口,，皿g⑪|S!M*11■£riinnm<jraicdt]4nimgJuIieIt.PS4MCEj-・jiNFj二ign&KmdOptEoni-lad3Wndwhelp,x3-1jL33XcJ■CalilaqXWNlfr&mphucrk中M什3hv”rtfc**Wo*|t>i*(irfcO'$ti<!&Tftdlly钳to哪前加凡眈口m名闻口^lordap官©-小P*rtdlYlcttf二<Jw™Infvrmitiwtiin图20：PLC硬件组态插入CPU后，点击CPU左边的空槽，在右边的“Catalog”里找到“Communication”下的RS485模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此RS485模块硬件接口参数，选择RS485模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口，在属性窗口里有下面五个选项，“general”；“PortConfiguration”；“TransmitmessageConfiguration”；“ReceiveMessageConfiguration”；“IOAddress/HWidentify”。在“General”里包括了此模块的“项目信息”;而在“PortConfiguration”里可以对端口的进行参数配置，波特率为：9600；校验方式：无；数据位为：8；停止位：1；硬件流控制：无；等待时间：1ms设置参数如下列图：

图21：RS485端口配置ft“TransmitmessageConfiguration”和“ReceiveMessageConfiguration”里保持默认设置，在“IOAddress/HWidentify”里确认一下“硬件识别号”为11。此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写Modbus通讯程序。在PLC中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”一》“Programblock”一》“Addnewblock”在弹出的窗口中选择“OrganizationsBlock(OB)”，然后在其右边的窗口里选择“Startup"，去除“SymbolicAccessOnly”的选项勾。如下列图所示：AddnewblockN目E"KmrtupPrc-grarnl.<leSldrkup・Tiin^dNa.iEfrTLiptLangu日gd◎丐司市:肃iqn

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(OB)AddnewblockN目E"KmrtupPrc-grarnl.<leSldrkup・Tiin^dNa.iEfrTLiptLangu日gd◎丐司市:肃iqn

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(OB)•臼七I"imeHLiptHaidxvareinterrupt■iiin?errorm^rnipt■Cuagiioiti亡errorinterrupt：S^rnbolicaccess。力♦AutomaticFufirtiftfiNock*B)Deicriprtion;A"Startupu08willexecuteonetimewhe-nth?0[>eratingmod-ectthePLCcf>arg?5from5TC-Pf<PUII-ftercompklaonthematn"Frogcam.c!e"03^1IIKgtnexecutingE51s..卜FurtherinformationCancpl图22：添加启动OB块点击“OK”后会打开此OB块，然后在启动OB块里用MB_COMM_LOAD〔注：MB_COMM_LOAD和MB_Slave功能块是在“ProjectLibrary”下的“Library”选项卡里，如下列图所示：〕眼-nsrructD'ns眼-nsrructD'nsI^Testing-卦Tusks山LlgrErls-sLibraries▼Projectlibrary3liAllProjectlibrary_"1l-,IB_COI.II-,l_LCi.D[I'?]klEJdA-LTEF[Iu]MB_SL^VE[10]▼Globallibraries由0Qtu 12y盟卜卜JJHIJIEutton;E；3v;it小十二▼LUUODELE\.山_8川」_1_43[Iu]MEWLTEF[Iu]_fME_EI_rE[Iij]卜LUUSStParts(Projectlibrary)hJame图23：Library调用后如下列图所示:至a鼻c2MM务rawk*luL-br0-l5ryALk二三二「土n-I」,trollloIIolI图24：调用MB_COMM_LOAD块在调用MB_COMM_LOAD功能块时，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下列图:图25：创建背景数据块按上面的步骤在OB1中插入MB_Slave功能块如下列图:i«niem5-MvdlbusSlavePrfljE-rtEditViwDnsm£nhneOpticaslouisMjrmdw■X省।XSi同SI0：»审单If0eI口laMInlFqrdlvdAutvmal.wrPORTALDevicesklodbus'Sl.djeMadbm_SlauebfLC_1卜Prisgrainbllacki♦MainFaworiltEs唐MInttrf-ictIlamtsa@«*3Ee®7整可CwtrnentTJTA施工dd廿W点收。晨Devicej£-flet\「口孔JR[CPU121Bf值0*。式d&Ml&OnlineXriba▼通！f闯$1r中nobl守工*"Adkfiftisw•CtJFtup[0vHlfldctitle:C&mmeiitNetwork1;C&rnrnensTL回vInistructionis卜口上|BitlogicI受jTirriHfr^卜工]ri一EMeMd•hlam[Q@i]Wimei--c•白th4-1&l*nida[O5trmgrChar▼DrdIlsYiBwIlameWB2■MB_SLAWE_De-■MB_5Lfl¥FE*lMiB-AD-BOENOk।Ft>>grarft亡oESr仃tI1二ICbEHIUIlId血*卜rjInwrriifKnwamm口BITE2QI=MB_HOLD_REG刈口jNDF-jTsg_rwib3DR-TT-g_4-却，4ElWRbTigF由”科STATUS：JTag_6J•jFIOI'_(mhqnSrrtr川卜rjnnii*碧IJflgRlsITa**--j-m3一&UVITU-IT---IT5hi且RiopeirtiES/十hifo回DiagnosticsPortalVIEWE3•—丫PortalVIEWE3•—丫Loadingcompleted(errors:0.驷mEimg^图26：调用MB_Slave块在插入功能块的过程，相应的生成MB_COMM_LOAD_DB和MB_Slave_DB,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击PLC_1项目下的“ProgramBlock”下的“Addnewblock”，在弹出的窗口中选择DB类型为“GlobalDB”，并去掉“Symbolicaccessonly”选项勾（这样可以对该DB块进行直接地址访问），并取名该DB块为MBCOMMDB。建好这个DB块后，双击打开MBCOMMDB预先定义数据区的大小，如下列图所示：

图27：数据区的定义完成数据区的定义后，接下来就可以对MB_COMM_LOAD功能块和MB_SLAVE功能块进行参数赋值，赋值的参数见图24和图26。在上面的编程块里需要注意的是，在MB_SLAVE功能块中的参数MB_ADDR参数是此从站的Modbus站地址。这里定义为此从站的站地址为2；MB_HOLD_REG是指向Modbus保持寄存器DB的指针。保持寄存器DB必须为典型的全局DB。MB_SLAVE所提供应主站的功能见下表：y0_5LAVEVo曲u苫曲语醇加口代码功能数据叵地址萄用敷播区CFUJSJ±诔但*的1到B192输出过翔映僮QO.C-^iJQ1023.702该世输入10001到1B192箱人过程跳像10.0H11023.7C4读于幅人30001到30512推入过程映傕IW◎君IW1022写述才明1到5192箍出道理映像口口E，到口1023.715写便输由1到8假箱出过程殃便QO.O到11023.了表3：MBSLAVEModbus功能表A

表4：MB_SLAVEModbus功能表B上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“CompliesALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下列图:Sl&inben&-Mfidbui_Klaw —OXTutml®l：iiitegMt«(llAutoin^tlaikPORTALPi物“tEditnaini«nDnhaopcdniT^4u时相Tutml®l：iiitegMt«(llAutoin^tlaikPORTAL2ULI3™prajwiJl型三乂m31J]内尸3MhneJ ttfflFrsjectm*MoribuE^Slaw*PLC_1♦Prpgir?nibkcks•Main_♦・乂ln»trurti^i0fwict5P口向词ELhint*・L・f&|Cm&ni-IDetail5"viFfw:二£Mfldbu1：SldT^-・&ddiw函53A(devices-£■Hart^-.月通]白M司田2日*23号Frsjectm*MoribuE^Slaw*PLC_1♦Prpgir?nibkcks•Main_♦・乂ln»trurti^i0fwict5P口向词ELhint*・L・f&|Cm&ni-IDetail5"viFfw:二£Mf