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西门子伺服电机|授权代商|2023

使用下面的例程你可以在S7-200CPU之间设置一个简单的Modbus通讯。
这个例子是关于Modbus功能码6的(写从站保持寄存器），也可以作为其他所支持的功能码：1, 2, 3, 4, 5, 15 和16 的基本参数设置步骤。

要求:
要使用Modbus协议必须先在STEP 7 Micro/Win上安装指令库。
Modbus主站协议只支持STEP 7 Micro/Win V4.0 SP5及其以上版本.。

1. 硬件设置

2. 参数匹配

3. 指令库的存储地址

4. 保持寄存器值得传输

1. 硬件设置
例程中的Modbus通讯是在两个S7-200 CPU的0号通讯口间进行的(好每个CPU都有两个通讯口)。在主站侧也可以选择相应库文件 "MBUS_CTRL_P1" 和 "MBUS_MSG_P1"通过1号通讯口通信。通讯口1与Micro/WIN建立PG或PC连接，两个CPU的通讯口0通过PPI电缆进行连接（电缆的针脚连接为2，3，7，8）。

( 26 KB )
图. 01

2. 参数匹配
对于MODBUS通讯, 主站侧需要程序库 "MBUS_CTRL" 和 "MBUS_MSG",

从站侧需要程序库 "MBUS_INIT" and "MBUS_SLAVE"。

在 Micro/WIN 中您需要为主站和从站新建一个项目，程序与参数设置见图.02。
必须要保证主站与从站的“Baud”和"Parity"的参数设置要一致,并且程序块"MBUS_MSG"中的"Slave"地址要与程序块"MBUS_INIT"中的"Addr"所设置的一致 (见图. 02)。
Micro/WIN“系统块”中设置的0通讯口的波特率与MODBUS协议无关("Mode" = "1")。

图. 02

下面的表格列出了程序块各个参数选项及其意义

主站

MBUS_CTRL

参数	意义	选项
EN	使能
Mode	协议选择	0=PPI, 1=MODBUS
Baud	传输速率 kbps	1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200
Parity	校验选择	0=无校验, 1=奇校验, 2=偶校验
Timeout	从站的长响应时间 ms
Done	“完成”标志位
Error	错误代码	1)

表 01

1) 参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: "MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG" 。

MBUS_MSG

First

读写请求位

Slave

从站地址

"读" 或 "写"

0=读, 1=写

Addr

读写从站的数据地址

0 .. 128 = 数字量输出 Q0.0 .. Q15.7
1001 .. 10128 = 数字量输入 I0.0 .. I15.7
30001 .. 30092 = 模拟量输入 AIW0 .. AIW62
40001 .. 49999 = 保持寄存器 2

Count

位或字的个数 (0xxxx, 1xxxx) / words (3xxxx, 4xxxx)

DataPtr

V存储区起始地址指针

"完成" 标志位

表 02

1)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: "MODBUS主站执行MBUS_MSG时的错误代码MBUS_MSG" 。

下表说明了为什么不能以 FBD 或 LAD 格式显示 STL 程序的一些原因。虽然可以在 LAD/STL/FBD 编辑器中将视图设置为“FBD”或“LAD ”，但是程序代码仍然完全以“STL”方式显示，或者部分程序段仍然以“STL”方式显示。

序号	原因和补救措施
1	在一个程序段中编写了多个赋值在 FBD 或 LAD 中支持显示使用 STL 语言编写的 STEP 7 程序。但是，在编写了 STL 程序之后，无法切换到 FBD 或 LAD。造成此问题的一个原因可能是，在“S”或“R”赋值之后，又有一个新的赋值指令。在 FBD 和 LAD 中，对于在每个“S”或“R”赋值之后会有新的程序段，因为一个程序段中只允许出现一个这样的赋值操作。在 STL 中，可以编制具有任意长度和多个赋值的程序代码。图 01 给出了一个 STL 程序，在该程序中，在赋值语句“S M1.1”之后接着便是下一个子程序（指令“U E1.3”)。这样便无法从 STL 转换成 FBD 或 LAD。图 01 补救措施将 STL 程序分成相关的几个程序段，这样在每个赋值 (“S”、“R”) 之后重新起始一个新程序段。如果赋值“U E1.3”之后的程序代码是在第二个程序段中，如图 02 中所示，则便可以从 STL 转换成 FBD 或 LAD。图 02 另外可能的原因是在完成一系列的指令过程中，这些指令并不满足结构上的要求。在 STL 语言中对程序代码的编写要比其它语言自由得多。图 03 补救措施使用结构化的顺序和括号来编写多条指令。图 04
2	在 STL 视图中插入了临时变量当使用 LAD/FBD 语言编制程序时，编译器在某些结构中创建内部本地数据，如图 05 所示。图 05 如果在 STL 视图的 TEMP 变量区中声明了一个变量，便会与程序中的地址访问的本地数据相冲突。然后便会给出下列错误消息：图 06 然后，编译器创建的本地数据便会变成用户本地数据，这样便无法再切换到 LAD/FBD 视图。补救措施在使用 LAD/FBD 语言时，应该始终在 LAD/FBD 视图中声明本地数据变量。这样，当声明新的本地数据时，内部编译器会更改自己使用的本地数据地址。
3	地址类型检查已经在 STEP 7 V5.0 中以功能块图 (FBD) 或梯形图 (LAD) 形式创建的程序段，在转换成 STEP 7 V5.1 (或更高版本) 时，程序段不能再以 FBD 或 LAD 格式显示，而只能以 STL 显示。对于 V5.1 及更高版本的 STEP 7，会对显示类型“FBD”和“LAD”进行参数检查，这样如果存在不一致的参数声明，则会阻止程序段以 FBD/LAD 的格式显示。在 STL 中并没有参数检查，所以可以显示。举例在 STEP 7 V5.0 中，编制一个比较运算程序，用于检查两个地址之间的差异。通过使用语句“<>I”，该运算基于整数数据类型 (整数：带符号的 2 字节数据)。为两个地址分配参数类型 WORD 是错误的 (字：2 字节数据) 。其结果是，在 V5.0 中，可以在 FBD/LAD 中显示。但是，从版本 V5.1 开始，就只能在 STL 中显示相关的程序段了。现在将被比较参数的数据类型从字改成整数，然后便可以再次在更高版本的 FBD/LAD 中显示程序段了。注意作为补救措施，也可以在 LAD/FBD 编辑器的“LAD/FBD”标签中的“Options > Customize”下关闭类型检查。在切换之后，开始时没有激活类型检查。只有在删除了相关的数据，然后又重新输入它之后，类型检查才激活。但是更好的方式是修正数据类型，因为数据类型检查是用于避免编程错误的。块调用的类型检查是始终激活的，不能关闭。图 07
4	丢失 NOP 语句只有在 STL 语句为相关 LAD/FBD 元件提供了完整的参数，并且保持了规定的顺序时，才能将编程语言从 STL 切换成 LAD/FBD。在 STL 中未使用的参数将被设置为 NOP 0 (空操作，位组合是 16 个“0”)。图 08 给出了一个接通延迟的示例程序。图 08 如果没有 NOP 0 语句，则将无法在 FBD 或 LAD 中显示。

从站

MBUS_INIT

Baud

校验

Delay

超时时间 ms

MaxIQ

可使用的数字输入输出点数

MaxAI

可使用的模拟量输入点数

MaxHold

保持寄存器字的大数量

HoldStart

保持寄存器的起始地址(40001)

完成标志位

表 03

2) 大的地址取决于所用CPU的类型及其大值。
3)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: “MODBUS从站协议的错误代码”。

MBUS_SLAVE

表 04

3)参看STEP 7 Micro/WIN 帮助: “MODBUS从站协议的错误代码” 。

3. 库的存储地址
项目完成后必须要在Micro/WIN中定义库的存储地址，当定义完存储区后, 要保证在任何情况下不能再被其它程序所使用 (主站侧: "DataPtr" + "Count" 从站侧: "HoldStart" + "MaxHold")。

图. 03

4. 保持寄存器值的传输
将程序下载到相应的CPU后，可以在状态表中给主站侧的V存储区赋值,然后监视从站的变化。
当主站的I0.0使能后，VW2中的内容就被发送到从站并写入从站的VW2 。

保持寄存器值的传输见图. 04。
指针"DataPtr" 代表了V区被读的起始地址。
参数 "Count" 表明了地址"Addr" = "4xxxx" (保持寄存器)以字为单位被读的个数。
主站中被读取的V存储区被写入地址为"Addr" = "40002" ("RW" = "1")的保持寄存器中。
保持寄存器是以字为单位工作的，它与从站的V区地址对应。
指针 "HoldStart" 明确了与保持寄存器起始地址40001相对应的V存储区的初始地址。
可以这样计算从站的V区目标指针：

2 * (Addr - 40001) + HoldStart = 2 * (40002 - 40001) + &VB0 = &VB2

另外，要保证"MaxHold" 定义的数据区能够包含主站侧所要写入的数据区：

MaxHold >= Addr - 40001 + Count = 40002 - 40001 + 1 = 2

( 38 KB )
Fig. 04

关于STEP 7 Micro/WIN MOBDUS 库的更多信息可以参看 S7-200 系统手册 ( Entry ID 1109582) 和 STEP 7 Micro/WIN 帮助。

如何在 STEP 7 Micro/WIN 中找到 Modbus RTU 协议和 USS 协议操作库？

说明：在 STEP 7 Micro/WIN 中，Modbus RTU 协议和 USS 协议操作库位于操作树的“库”文件夹中。MODBUS 函数库要求 STEP 7 Micro/WIN 为 V3.2 或更高版本。( 24 KB )图1：添加函数库这些库是附加函数库，并非组态软件 STEP 7 Micro/WIN 的组成部分。您如果需要使用 Modbus RTU 协议，必须购买“SIMATIC STEP 7 Micro/WIN ADD ON: Function Library V1.1 (USS + MODBUS) for STEP 7 Micro/WIN 32”软件。这个可选附加函数库的订货号是 6ES7830-2BC00-0YX0。安装顺序：先安装“STEP 7 Micro/WIN 32 Toolbox V1.0”(包括库)，然后安装“STEP 7 Micro/WIN”。注意：这个函数库包含可以在 STEP 7 Micro/WIN V3.2 中使用的 Modbus RTU 协议库和 USS 协议库。如果您安装了 STEP 7 Micro/WIN V4.0 SP5 或者更高版本，那么操作库中就会包含下列函数：Modbus RTU Master V1.2 对应端口 0 和端口 1Modbus RTU Slave V1.0 对应端口 0USS protocol V2.3 对应端口 0 和端口 1

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序号	原因和补救措施
1	在一个程序段中编写了多个赋值在 FBD 或 LAD 中支持显示使用 STL 语言编写的 STEP 7 程序。但是，在编写了 STL 程序之后，无法切换到 FBD 或 LAD。造成此问题的一个原因可能是，在“S”或“R”赋值之后，又有一个新的赋值指令。在 FBD 和 LAD 中，对于在每个“S”或“R”赋值之后会有新的程序段，因为一个程序段中只允许出现一个这样的赋值操作。在 STL 中，可以编制具有任意长度和多个赋值的程序代码。图 01 给出了一个 STL 程序，在该程序中，在赋值语句“S M1.1”之后接着便是下一个子程序（指令“U E1.3”)。这样便无法从 STL 转换成 FBD 或 LAD。图 01 补救措施将 STL 程序分成相关的几个程序段，这样在每个赋值 (“S”、“R”) 之后重新起始一个新程序段。如果赋值“U E1.3”之后的程序代码是在第二个程序段中，如图 02 中所示，则便可以从 STL 转换成 FBD 或 LAD。图 02 另外可能的原因是在完成一系列的指令过程中，这些指令并不满足结构上的要求。在 STL 语言中对程序代码的编写要比其它语言自由得多。图 03 补救措施使用结构化的顺序和括号来编写多条指令。图 04
2	在 STL 视图中插入了临时变量当使用 LAD/FBD 语言编制程序时，编译器在某些结构中创建内部本地数据，如图 05 所示。图 05 如果在 STL 视图的 TEMP 变量区中声明了一个变量，便会与程序中的地址访问的本地数据相冲突。然后便会给出下列错误消息：图 06 然后，编译器创建的本地数据便会变成用户本地数据，这样便无法再切换到 LAD/FBD 视图。补救措施在使用 LAD/FBD 语言时，应该始终在 LAD/FBD 视图中声明本地数据变量。这样，当声明新的本地数据时，内部编译器会更改自己使用的本地数据地址。
3	地址类型检查已经在 STEP 7 V5.0 中以功能块图 (FBD) 或梯形图 (LAD) 形式创建的程序段，在转换成 STEP 7 V5.1 (或更高版本) 时，程序段不能再以 FBD 或 LAD 格式显示，而只能以 STL 显示。对于 V5.1 及更高版本的 STEP 7，会对显示类型“FBD”和“LAD”进行参数检查，这样如果存在不一致的参数声明，则会阻止程序段以 FBD/LAD 的格式显示。在 STL 中并没有参数检查，所以可以显示。举例在 STEP 7 V5.0 中，编制一个比较运算程序，用于检查两个地址之间的差异。通过使用语句“<>I”，该运算基于整数数据类型 (整数：带符号的 2 字节数据)。为两个地址分配参数类型 WORD 是错误的 (字：2 字节数据) 。其结果是，在 V5.0 中，可以在 FBD/LAD 中显示。但是，从版本 V5.1 开始，就只能在 STL 中显示相关的程序段了。现在将被比较参数的数据类型从字改成整数，然后便可以再次在更高版本的 FBD/LAD 中显示程序段了。注意作为补救措施，也可以在 LAD/FBD 编辑器的“LAD/FBD”标签中的“Options > Customize”下关闭类型检查。在切换之后，开始时没有激活类型检查。只有在删除了相关的数据，然后又重新输入它之后，类型检查才激活。但是更好的方式是修正数据类型，因为数据类型检查是用于避免编程错误的。块调用的类型检查是始终激活的，不能关闭。图 07
4	丢失 NOP 语句只有在 STL 语句为相关 LAD/FBD 元件提供了完整的参数，并且保持了规定的顺序时，才能将编程语言从 STL 切换成 LAD/FBD。在 STL 中未使用的参数将被设置为 NOP 0 (空操作，位组合是 16 个“0”)。图 08 给出了一个接通延迟的示例程序。图 08 如果没有 NOP 0 语句，则将无法在 FBD 或 LAD 中显示。