如何通过 Modbus 协议实现 S 与 S7-200 通讯 How to communication between S and S7-200 with Modbus protocol Getting Started Edition (2010 年 1 月 )

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伪绳戈
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1 如何通过 Modbus 协议实现 S 与 S7-200 通讯 How to communication between S and S7-200 with Modbus protocol Getting Started Edition (2010 年 1 月 )

2 摘要本文介绍了通过 Modbus 协议实现 S 与 S7-200 的通信关键词 Modbus 协议,S7-1200,S7-200 Key Words Modbus protocol,s7-1200,s7-200 IA&DT Service & Support Page 2-28

3 目录如何通过 Modbus 协议实现 S 与 S7-200 通讯控制系统原理硬件需求软件需求组态 S 作 Modbus 主站,S7-200 作 Modbus 从站 S7-200 作 Modbus 主站,S 作 Modbus 从站附录 - 推荐网址 IA&DT Service & Support Page 3-28

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 1. 控制系统原理图 1: 通讯系统原理 2.

4 西门子 S 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 1. 控制系统原理图 1: 通讯系统原理 2. 硬件需求 S PLC 目前有 3 种类型的 CPU: 1)S7-1211C CPU 2)S7-1212C CPU 3)S7-1214C CPU 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 ( 6EP SH71 ) 2) S7-1214C ( 6ES BE30-0XB0 ) 3) CM1241 RS485 ( 6ES CH30-0XB0 ) IA&DT Service & Support Page 4-28

4)CPU224XP (6ES7 214-2AD23-0XB0) 3. 软件需求 4. 组态 1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0) 2) 编程软件 STEP 7 MicroWIN; Modbus 库软件选项包我们通过下述的实际操作来介绍如何在 Step7 Basic V10.

5 4)CPU224XP (6ES AD23-0XB0) 3. 软件需求 4. 组态 1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES AA0-0YA0) 2) 编程软件 STEP 7 MicroWIN; Modbus 库软件选项包我们通过下述的实际操作来介绍如何在 Step7 Basic V10.5 中组态 S7-1214C 和 S7-200 的 Modbus 通信 4.1 S 作 Modbus 主站,S7-200 作 Modbus 从站 S 作为 Modbus 主站的配置步骤如下 : 点击桌面上的 Totally Integrated Automation Portal V10 图标, 打开如下图 : 图 2: 新建 S 项目首先需要选择 Create new project 选项, 然后在 Project name: 里输入 Modbus_Master; 在 Path: 修改项目的存储路径为 C:\ ; 点击 Create, 这样就 IA&DT Service & Support Page 5-28

6 创建了一个文件 Modbus 的新项目创建后的窗口如下图所示 : 图 3: 新建项目后点击门户视图左下角的 Project View 切换到项目视图下, 如下图 : 图 4: 切换到项目视图 IA&DT Service & Support Page 6-28

打开后, 在 Devices 标签下, 点击 Add new device, 在弹出的菜单中输入设备名 PLC_1 并在设备列表里选择 CPU 的类型选择后如下图 : 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,

7 打开后, 在 Devices 标签下, 点击 Add new device, 在弹出的菜单中输入设备名 PLC_1 并在设备列表里选择 CPU 的类型选择后如下图 : 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 ; Port Configuration ; Transmit message Configuration ; Receive Message Configuration ; IO Address/HW identify 在 General 里包括了此模块的项目信息 ; 而在 Port Configuration 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 ; IA&DT Service & Support Page 7-28

8 设置参数如下图 : 等待时间 : 1ms 图 6: RS485 端口配置在 Transmit message Configuration 和 Receive Message Configuration 里保持默认设置, 在 IO Address/HW identify 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 Program block Add new block 在弹出的窗口中选择 Organizations Block(OB), 然后在其右边的窗口里选择 Startup, 去除 Symbolic Access Only 的选项勾如下图所示 : 图 7: 添加启动 OB 块 IA&DT Service & Support Page 8-28

9 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 Project Library 下的 Library 选项卡里, 如下图所示 :) 调用后如下图所示 : 图 8: Library 图 9: 调用 MB_COMM_LOAD 块 IA&DT Service & Support Page 9-28

10 图 : 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, 如下图 10: 创建背景数据块按上面的步骤在 OB1 中插入 MB_MASTER 功能块如下图 : 图 11: 调用 MB_MASTER 块 IA&DT Service & Support Page 10-28

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 Program Block 下的 Add new block, 在弹出的窗口中选择 DB 类型为 Global DB, 并去掉 Symbolic access only 选项勾 ( 这样可以对该 DB

11 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 Program Block 下的 Add new block, 在弹出的窗口中选择 DB 类型为 Global DB, 并去掉 Symbolic access only 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 IA&DT Service & Support Page 11-28

12 表 1:MB_MASTER Modbus 功能表 IA&DT Service & Support Page 12-28

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 Complies ALL 选项, 这样就对硬件与软件进行编译, 如下图 : 图 13: 编译项目编译且没有错误后就可以下载程序到 PLC 中, 同样右击 PLC_1 项目, 在弹出的菜单选择 Download to Device S7-200 作为 Modbus 从站的配置步骤如下 : 点击桌面上的 V4.

13 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 Complies ALL 选项, 这样就对硬件与软件进行编译, 如下图 : 图 13: 编译项目编译且没有错误后就可以下载程序到 PLC 中, 同样右击 PLC_1 项目, 在弹出的菜单选择 Download to Device S7-200 作为 Modbus 从站的配置步骤如下 : 点击桌面上的 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 图标 ( 因为 STEP 7 MicroWIN 安装时并没有安装 Modbus 的库程序, 所以 Modbus 的库程序是需要单独安装的, 安装后才可以在库程序中调用 Modbus 的通讯功能块, 关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的官方网站 ), 打开后并编写 Modbus 从站程序如下图 : IA&DT Service & Support Page 13-28

图 14:S7-200 Modbus 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

14 图 14:S7-200 Modbus 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 S 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 ) 监控到的值如下图所示 : IA&DT Service & Support Page 14-28

15 图 15:S7-200 监控变量值在线监控 S 变量表如下图 : 图 16:S 监控变量值 IA&DT Service & Support Page 15-28

16 4.2 S7-200 作 Modbus 主站,S 作 Modbus 从站 S 作为 Modbus 从站的配置步骤如下 : 点击桌面上的 Totally Integrated Automation Portal V10 图标, 打开如下图 : 图 17:S 监控变量值首先需要选择 Create new project 选项, 然后在 Project name: 里输入 Modbus_Slave 在 Path: 修改项目的存储路径为 C:\Backup file ; 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图所示 : IA&DT Service & Support Page 16-28

17 图 18: 新建项目后点击门户视图左下角的 Project View 切换到项目视图下, 如下图 : 图 19: 切换到项目视图 IA&DT Service & Support Page 17-28

打开后, 在 Devices 标签下, 点击 Add new device, 在弹出的菜单中输入设备名 PLC_1 并在设备列表里选择 CPU 的类型选择后如下图 : 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,

18 打开后, 在 Devices 标签下, 点击 Add new device, 在弹出的菜单中输入设备名 PLC_1 并在设备列表里选择 CPU 的类型选择后如下图 : 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 ; Port Configuration ; Transmit message Configuration ; Receive Message Configuration ; IO Address/HW identify 在 General 里包括了此模块的项目信息 ; 而在 Port Configuration 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; IA&DT Service & Support Page 18-28

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 Program block Add new block 在弹出的窗口中选择 Organizations

19 设置参数如下图 : 硬件流控制 : 无 ; 等待时间 : 1ms 图 21: RS485 端口配置在 Transmit message Configuration 和 Receive Message Configuration 里保持默认设置, 在 IO Address/HW identify 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 Program block Add new block 在弹出的窗口中选择 Organizations Block(OB), 然后在其右边的窗口里选择 Startup, 去除 Symbolic Access Only 的选项勾如下图所示 : IA&DT Service & Support Page 19-28

20 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 Project Library 下的 Library 选项卡里, 如下图所示 :) 调用后如下图所示 : 图 23: Library 图 24: 调用 MB_COMM_LOAD 块 IA&DT Service & Support Page 20-28

21 图 : 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 功能块如下图 : 图 26: 调用 MB_Slave 块 IA&DT Service & Support Page 21-28

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 Program Block 下的 Add new block, 在弹出的窗口中选择 DB 类型为 Global DB, 并去掉 Symbolic access only 选项勾 ( 这样可以对该 DB

22 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 Program Block 下的 Add new block, 在弹出的窗口中选择 DB 类型为 Global DB, 并去掉 Symbolic access only 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 所提供给主站的功能见下表 : IA&DT Service & Support Page 22-28

23 表 3:MB_SLAVE Modbus 功能表 A 表 4:MB_SLAVE Modbus 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 Complies ALL 选项, 这样就对硬件与软件进行编译, 如下图 : 图 28: 编译项目 IA&DT Service & Support Page 23-28

24 编译且没有错误后就可以下载程序到 PLC 中, 同样右击 PLC_1 项目, 在弹出的菜单选择 Download to Device S7-200 作为 Modbus 主站的配置步骤如下 : 点击桌面上的 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 图标 ( 因为 STEP 7 MicroWIN 安装时并没有安装 Modbus 的库程序, 所以 Modbus 的库程序是需要单独安装的, 安装后才可以在库程序中调用 Modbus 的通讯功能块, 关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的官方网站 ), 打开后并编写 Modbus 主站程序如下图 : 图 29:S7-200 Modbus 主站编程 IA&DT Service & Support Page 24-28

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 S7-1200 中的程序, 并监控变量表, 修改 DB3.DBB0 到 DB3.

25 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 S 与 S7-200 在线监控 S 中的程序, 并监控变量表, 修改 DB3.DBB0 到 DB3.DBB20 的值为 1 到 21(DB3.DBB0 到 DB3.DBB19 对应的 Modbus 的地址为 ) 监控到的值如下图所示 : 图 30:S 监控变量值在线监控 S7-200 变量表如下图 : IA&DT Service & Support Page 25-28

图 31:S7-1200 监控变量值从上面的变量监控表里可以看到 VB420 中没有数据, 因为在主站的 S7-200 里的程序里只读取 10 个变量 ( 即 40001-40010) 对应着的

26 图 31:S 监控变量值从上面的变量监控表里可以看到 VB420 中没有数据, 因为在主站的 S7-200 里的程序里只读取 10 个变量 ( 即 ) 对应着的 VB400-VB419, 所以 VB420 的数据没有接收如果您对该文档有任何建议, 请将您的宝贵建议提交至下载中心留言板该文档文当编号 :A0413 IA&DT Service & Support Page 26-28

27 附录 - 推荐网址自动化系统西门子 ( 中国 ) 有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页 : 自动化系统下载中心 : 自动化系统全球技术资源 : 找答案自动化系统版区 : 驱动技术西门子 ( 中国 ) 有限公司工业自动化与驱动技术集团客户服务与支持中心网站首页 : 驱动技术下载中心 : 驱动技术全球技术资源 : 找答案驱动技术版区 : IA&DT Service & Support Page 27-28

28 注意事项应用示例与所示电路设备及任何可能结果没有必然联系, 并不完全相关应用示例不表示客户的具体解决方案它们仅对典型应用提供支持用户负责确保所述产品的正确使用这些应用示例不能免除用户在确保安全专业使用安装操作和维护设备方面的责任当使用这些应用示例时, 应意识到西门子不对在所述责任条款范围之外的任何损坏 / 索赔承担责任我们保留随时修改这些应用示例的权利, 恕不另行通知如果这些应用示例与其它西门子出版物 ( 例如, 目录 ) 给出的建议不同, 则以其它文档的内容为准声明我们已核对过本手册的内容与所描述的硬件和软件相符由于差错难以完全避免, 我们不能保证完全一致我们会经常对手册中的数据进行检查, 并在后续的版本中进行必要的更正欢迎您提出宝贵意见版权西门子 ( 中国 ) 有限公司版权保留复制传播或者使用该文件或文件内容必须经过权利人书面明确同意侵权者将承担权利人的全部损失权利人保留一切权利, 包括复制发行, 以及改编汇编的权利西门子 ( 中国 ) 有限公司 IA&DT Service & Support Page 28-28

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