S7-200_Modbus通信幻灯片.ppt

1、1，新！S7-200 Modbus通信，1，2，定义Modbus消息传输格式的概述Modbus主协议指令Modbus从协议指令Micro/Win函数库管理函数库安装函数库删除函数库删除编程示例功能要求，2，S7-200 Modbus通信，3。定义Modbus消息传输格式Modbus主协议指令Modbus从协议指令，3。概述，4 .Modbus通信协议是Modicon公司提出的一种消息传输协议，广泛应用于工业控制领域，已成为通用的工业标准。不同厂家提供的控制设置可以通过Modbus协议连接到通信网络中，从而实现集中控制。根据传输网络类型的不同，Modbus通信协议分为串行连接的Modbus和基于

2、TCP/IP协议的Modbus。Modbus串行链路协议只有一个主站，可以有1247个从站。Modbus通信只能从主站发起，当从站没有收到主站的请求时，它们不能发送数据或相互通信。Modbus串行链路协议的通信接口可以是RS-485接口或RS-232接口。RS-485接口可用于长距离通信，RS-232C接口只能用于短距离通信。定义，5，定义Modbus报文传输格式Modbus寻址ASCII模式RTU模式Modbus主站协议指令Modbus从站协议指令，5，概述，6，Modbus寻址ASCII模式RTU模式，6，Modbus报文传输格式，7，Modbus地址通常是5或6个字符，包括数据类型和偏移

3、量。前两个或前两个字符决定数据类型，最后四个字符根据数据类型是适当的值。Modbus主命令可以将地址映射到正确的功能，以便发送到从站。1 Modbus主站寻址Modbus主设备指令支持以下Modbus地址：(1)00001至09999是离散输出(线圈)。(2)10001至19999是离散输入(触点)。(3)30001至39999是输入寄存器(通常是模拟输入)。(4)40001到49999是保持寄存器。所有Modbus地址都基于1，表示第一个数据值从地址1开始。有效地址范围取决于从站。不同的从站将支持不同的数据类型和地址范围。Modbus寻址，8，2 Modbus从机寻址Modbus从机指令支持

4、以下地址：(1)000001至000128为实际输出，对应于Q0.0Q15.7，(2)010001至010128为实际输入，对应于I0.0I15.7. (3)030001至030032为模拟输入寄存器，对应于AIW0至AIW2。(4)040001至04XXXX是保持寄存器，对应于v区。Modbus从协议允许您限制Modbus主机可访问的输入、输出、模拟输入和保持寄存器(V区)的数量。MBUS_INIT指令的参数MaxIQ指定Modbus主站允许访问的实际输入或输出(I或q)的最大数量。MBUS_INIT指令的MaxAI参数指定Modbus主站允许访问的最大输入寄存器数(AIW)。MBUS_IN

5、IT指令的MaxHold参数指定Modbus主站允许访问的最大保持寄存器数(v存储区字)。Modbus寻址，9、Modbus地址与S7-200地址的对应关系如下表所示。Modbus寻址，10，Modbus寻址ASCII模式RTU模式，10，Modbus消息传输格式，11，Modbus通信协议有两种消息传输模式：ASCII和RTU(远程传输单元)。Modbus网络中的所有站必须采用相同的传输模式和串口参数。在ASCII模式下，使用LRC(垂直冗余校验)进行验证，其报文格式如下表所示：在ASCII模式下，报文帧中的每个8位字节被转换为两个ASCII码进行传输。消息中的每个ASCII码都由十六进制字

6、符组成，每个传输的字符包括1个起始位、7个数据位、1个奇偶校验位和1个停止位。如果没有奇偶校验位，则有两个停止位。LRC计算不包括开头的冒号字符，LRC本身和回车符换行符。Modbus报文传输格式，12，Modbus寻址模式，ASCII模式，RTU模式，12，Modbus报文传输格式，13，RTU模式报文格式如下表所示：地址：Modbus地址，1字节。功能代码：Modbus功能代码，1字节。Modbus协议支持16个功能代码，其中西门子Modbus RTU协议库支持最常用的8个代码。信息数据：n字节，格式与功能代码有关。循环冗余校验，两个字节。Modbus消息传输格式，14。下表显示了西门子M

7、odbus RTU协议库支持的八种最常用的功能代码。Modbus消息传输格式，15，RTU模式，消息中的每个8位字节被转换为两个十六进制字符，然后以字节为单位传输，并通过循环冗余校验进行验证。RTU模式的优点是在相同的波特率下，它比ASCII模式有更高的传输效率。目前，支持Modbus通信的DCS系统和过程仪表大多采用基于串行接口的Modbus RTU模式，西门子为西门子PLC的Modbus RTU通信提供了协议库。如果要在西门子PLC上实现Modbus ASCII模式通信，用户可以根据相关协议规定使用自由端口模式独立编程。Modbus报文传输格式，16，西门子专门开发了Modbus RTU通

8、信函数库，大大简化了Modbus RTU通信的开发，从而快速实现相关应用。通过Modbus RTU从指令库，S7-200可以作为Modbus RTU中的从设备集成到Modbus网络中，从而实现与Modbus主设备的通信。在最近推出的STEP7-Micro/Win SP5升级包中，西门子增加了Mobus RTU主指令库，使得S7-200 CPU可以作为Modbus主站，实现与Modbus RTU从站的通信任务。使用Modbus函数库必须注意以下四点：(1)在使用Modbus函数库之前，需要安装在Step7-Micro/Win中，STEP 7-Micro/WIN必须是V3.2或以上。(2)S7-2

9、00的中央处理器必须是固化程序的版本2.00或最好支持Modbus主协议库(中央处理器MLFB 21x-2x 23-0xb 0)。Modbus报文传输格式，17，(3)由于引入了Modbus RTU主指令库Modbus Master Port0和Modbus Master Port1用于端口0和端口1，Modbus RTU从指令库用于端口0，Modbus RTU从指令库在端口0可以实现Modbus RTU主从通信。(4)一旦中央处理器端口用于Modbus RTU主/从站协议通信，它就不能用于任何其他目的，包括与STEP 7-Micro/WIN的通信。Modbus消息传输格式，18，Modbus

10、主协议指令MBUS_CTRL指令MBUS_MSG指令Modbus从协议指令MBUS_INIT指令MBUS_SLAVE指令，18，概述，19，MBUS_CTRL指令MBUS_MSG指令，19。Modbus主站协议指令；20.西门子Modbus主站协议库包括两条指令：MBUS_CTRL指令和MBUS_MSG指令。MBUS_CTRL命令用于初始化主通信，MBUS_MSG命令(或端口1的MBUS_MSG_P1)用于启动对Modbus从站的请求并处理响应。S7-200端口0的MBUS_CTRL指令(或端口1的MBUS_CTRL_P1指令)可以初始化、监控或禁用Modbus通信。在使用MBUS_MSG命令

11、之前，必须正确执行MBUS_CTRL命令。指令完成后立即设置“完成”位，然后继续执行下一条指令。每次打开发动机输入时，都会执行发动机控制系统指令。每次扫描(包括第一次扫描)都必须调用MBUS_CTRL指令，以允许监控以MBUS_MSG指令开始的任何重要消息的过程。除非每次都调用MBUS_CTRL，否则Modbus主协议将无法正确运行。MBUS_CTRL命令，21，SiemENs en:命令使能位。模式：“模式”参数。输入“模式”值以选择通信协议。输入值1，将中央处理器端口分配给Modbus协议并启用该协议。输入值0，将中央处理器端口分配给PPI系统协议，并禁用Modbus协议。波特：“波特率”

12、参数。MBUS_CTRL指令支持1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或115200位/秒的波特率.奇偶校验：“奇偶校验”参数。“奇偶校验”参数设置为与Modbus从站的奇偶校验相匹配。所有设置都使用一个开始位和一个停止位。可接受的值是：0无奇偶校验，1奇数奇偶校验，2偶数奇偶校验，MBUS_CTRL指令，22，超时：“超时”参数。超时参数设置为等待从站应答的毫秒数。“超时”的值可以设置为1毫秒到32767毫秒。典型值为1000毫秒(1秒)。“超时”参数应设置得足够大，以便从站有时间响应选定的波特率。完成：当mbus _ ctrl命令成功完成时，“完成”输出

13、为1，否则为0。错误：“错误”输出代码。“错误”输出代码由反映指令执行结果的特定数字组成。“错误”输出代码的含义如下：0无错误1无效奇偶校验选择2无效波特率选择3无效超时选择4无效模式选择，MBUS_CTRL指令，23。下表显示了上述参数支持的操作数和数据类型。MBUS_CTRL指令，24，MBUS_CTRL指令，MBUS_MSG指令，24，Modbus主协议指令，25，MBUS_MSG指令(或端口1的MBUS_MSG_P1)用于启动对Modbus从站的请求并处理响应。当en输入和“第一次”输入都为1时，总线消息命令开始向Modbus从站请求。发送请求、等待答案和处理答案通常需要多次扫描。EN

14、输入必须开启，才能发送请求，并且应保持开启状态，直到“完成”位被置位。必须注意，一次只能激活一条MBUS_MSG指令。如果启用了多条MBUS_MSG指令，将处理执行的第一条MBUS_MSG指令，并且所有后续的MBUS_MSG指令都将中止，错误代码为6。MBUS_MSG指令，26，EN:指令使能位。第一：“第一次”参数。只有当有新的请求要发送时，才应该为扫描打开“第一次”参数。“第一次”输入应该由边缘检测元件(例如上升沿)开启，这将导致请求被发送一次。从站：“从站”参数。“从站”参数是Modbus从站的地址。允许的范围是0到247。地址0是广播地址，只能用于写请求。对地址0的广播请求没有响应。并

15、非所有从站都支持广播地址，S7-200 Modbus从站协议库不支持广播地址。RW:“读写”参数。读/写参数指定是读取还是写入消息。读/写参数允许以下两个值：0读和1写。MBUS_MSG指令，27，Addr:“地址”参数。“地址”参数是初始Modbus地址。允许以下范围：00001至09999是离散输出(线圈)10001至19999是离散输入(触点)30001至39999是输入寄存器40001至49999是保持寄存器，其中离散输出(线圈)和保持寄存器支持读和写请求，而离散输入(触点)和输入寄存器仅支持读请求。“地址”的具体值应与Modbus从站支持的地址一致。计数：“计数”参数。计数参数指定请

16、求中读取或写入的数据元素的数量。计数值是位数(对于位数据类型)和字数(对于字数据类型)。MBUS_MSG指令，28。根据Modbus协议，“计数”参数与Modbus地址有以下对应关系：MBUS_MSG指令将读取或写入最多120个字或1920位(240字节的数据)。“计数”的实际限制也取决于Modbus从站的限制。data tr:“data tr”参数。“数据寄存器”参数是一个间接地址指针，指向S7-200中央处理器的虚拟存储器中与读或写请求相关的数据。对于读请求，数据寄存器应该指向第一个中央处理器存储单元，用于存储从Modbus从站读取的数据。对于写请求，数据寄存器应该指向要发送到Modbus

17、从站的数据的第一个中央处理器存储位置。MBUS_MSG指令，29，完成：完成输出。发送请求和接收回复时，完成输出关闭。当回答完成或由于错误导致MBUS_MSG指令中止时，“完成”输出打开。错误：“错误”输出只有在“完成”输出打开时才有效。编号较低的错误代码(1至8)是由MBUS_MSG指令检测到的错误。这些错误代码通常表示与MBUS_MSG指令的输入参数相关的问题，或者从站接收响应时的问题。奇偶校验和循环冗余校验错误表明存在确认，但数据未被正确接收。这通常是由电气故障引起的，例如连接问题或电气噪音。高数字的错误代码(从101开始)是由Modbus从站返回的错误。这些错误表明从站不支持所请求的功能，或者Modbus从站不支持所请求的地址(或数据类型或地址范围)。MBUS_MSG指令