S7-1200?作為Modbus RTU 從站 ? ? ? ?

?

S7-1200 支持Modbus RTU通信模式的模塊可作為Modbus RTU從站。以下以 CPU1215C DC/DC/DC和CM1241 RS485為例,介紹S7-1200 Modbus RTU 從站通信組態(tài)及編程步驟。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務(wù)：

硬件：① CPU1215C DC/DC/DC (訂貨號(hào):6ES7 215-1AG31-0XB0)② CM1241 RS485 (訂貨號(hào):6ES7 241-1CH30-0XB0)③ PS 307電源（訂貨號(hào):6ES7307-1KA02-0AA0）?④ PC(帶以太網(wǎng)卡）?⑤ TP以太網(wǎng)電纜軟件：① STEP 7 V11 Professional SP2 UPD4 +HSP② ModScan(該軟件是第三方軟件，可以從 Internet 網(wǎng)絡(luò)下載)所完成的通信任務(wù)：將Modbus RTU從站CPU1215C中地址從DB1.DBW0開始的5 個(gè)字中的數(shù)據(jù)，分別讀取到Modbus RTU主站ModScan中Modbus地址從40001開始的5個(gè)字中。

?

1組態(tài)Modbus RTU通信模塊

在硬件目錄里找到“通信模塊”→“點(diǎn)到點(diǎn)”→“CM1241(RS485)”，雙擊或拖拽此模塊至CPU左側(cè)即可，如下圖1所示：

?圖1 組態(tài)通信模塊

接下來，在“設(shè)備視圖”中用鼠標(biāo)選中CM1241(RS485)模塊，在“屬性”→“端口組態(tài)”中配置此模塊硬件接口參數(shù)。如下圖2所示：

以下以傳輸率=9.6Kbps，奇偶校驗(yàn)=無奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位=8位字符，停止位=1，其它保持默認(rèn)設(shè)置為例。

?圖2 RS485 端口設(shè)置

最后在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下硬件標(biāo)識(shí)符為271，如下圖3所示：

?圖3 硬件標(biāo)識(shí)符

2添加啟動(dòng)OB

在項(xiàng)目樹下選擇“CPU1215C DC/DC/DC”→“程序塊”→“添加新塊”，在彈出的窗口中選擇“OB 組織塊”→ “Startup”，添加啟動(dòng)OB 100,如下圖4所示：

?圖4 添加啟動(dòng)OB

3調(diào)用MB_COMM_LOAD指令

為使端口一啟動(dòng)就被設(shè)置為Modbus RTU通信模式，可在OB 100中調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令。調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出創(chuàng)建相應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊的界面，如下圖5所示：

?圖5 調(diào)用MB_COMM_LOAD指令

點(diǎn)擊“確認(rèn)”為該指令創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊后，為各輸入/輸出引腳分配地址。尤其需注意MB_DB輸入引腳需指向“MB_SLAVE”指令的背景數(shù)據(jù)塊，如下圖6所示：

注意：“MB_COMM_LOAD”指令輸入位“REQ”需使用上升沿觸發(fā)。由于OB 100只在S7-1200啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一次，因此，此例中將“REQ”設(shè)為“TRUE”。

?圖6 MB_COMM_LOAD指令

MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義如下表1所示：

表1 MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義

4創(chuàng)建MB_HOLD_REG數(shù)據(jù)塊

通過“程序塊”→ “添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊（DB）”創(chuàng)建 DB 塊，選擇“標(biāo)準(zhǔn)與S7- 300/400兼容” ，點(diǎn)擊“確認(rèn)”鍵，定義數(shù)據(jù)區(qū)為5個(gè)字的數(shù)組，如下圖7所示：

注意：MB_HOLD_REG使用的DB訪問類型必須是標(biāo)準(zhǔn)與S7- 300/400兼容。

?圖7 創(chuàng)建MB_HOLD_REG數(shù)據(jù)塊

5調(diào)用MB_SLAVE指令

在OB1中調(diào)用MB_SLAVE指令， 調(diào)用該指令時(shí)會(huì)自動(dòng)彈出創(chuàng)建相應(yīng)背景數(shù)據(jù)塊的界面，如下圖8所示：

?圖8 調(diào)用MB_SLAVE指令

點(diǎn)擊“確認(rèn)”為該指令創(chuàng)建背景數(shù)據(jù)塊后，并為各輸入/輸出引腳分配地址，如下圖9所示：

S7-1200作為Modbus RTU從站，MB_HOLD_REG指向Modbus保持寄存器數(shù)據(jù)塊的指針。設(shè)置如下所示：MB_HOLD_REG=P#DB3.DBX0.0 WORD 5。

對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表2所示：

表2 Modbus地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

?圖9 MB_SLAVE指令

表3 MB_SLAVE指令參數(shù)意義

表4 Modbus地址到過程映象區(qū)的映射

表5 Modbus地址到CPU存儲(chǔ)區(qū)的映射

6Modbus 主站軟件設(shè)置

注意：客戶機(jī)采用ModScan軟件測(cè)試，該軟件是第三方軟件，可以從 Internet 網(wǎng)絡(luò)上下載。

首先在打開的ModScan軟件中建立連接，并設(shè)置RTU模式的參數(shù)：波特率Baud=9600，數(shù)據(jù)位Data=8，停止位Stop=1，校驗(yàn)Parity=NONE，如下圖10所示：

圖10 建立ModScan連接

選擇“File”→“New” 打開ModScan通信界面，設(shè)置Modbus RTU從站的地址Device Id=1，數(shù)據(jù)開始地址Address=0001，數(shù)據(jù)長度Length=5，Modbus數(shù)據(jù)類型功能碼03，如下圖11所示：

注意：Device Id設(shè)置必須與“MB_SLAVE”指令中輸入引腳“MB_ADDR”設(shè)置的地址一致。

?圖11 設(shè)置ModScan

7Modbus RTU測(cè)試結(jié)果

在STEP 7 V11 Professional SP2 UPD4軟件中打開該項(xiàng)目CPU1215 DC/DC/DC的“監(jiān)控表”，對(duì)DB3.DBW0寫入數(shù)值21，DB3.DBW2寫入數(shù)值22，DB3.DBW4寫入數(shù)值23，DB3.DBW6寫入數(shù)值24，DB3.DBW8寫入數(shù)值25。ModScan主站將S7-1200 Modbus RTU從站地址DB3.DBW0的數(shù)值21，DB3.DBW2的數(shù)值22，DB3.DBW4的數(shù)值23，DB3.DBW6的數(shù)值24，DB3.DBW8的數(shù)值25，分別讀取到了地址40001，40002，40003，40004，40005中。如下圖12所示：

?圖12 Modbus RTU測(cè)試結(jié)果

MB_COMM_LOAD和MB_SLAVE指令STATUS錯(cuò)誤代碼

表6 MB_COMM_LOAD指令STATUS錯(cuò)誤代碼

表7 MB_SLAVE指令STATUS參數(shù)意義（通信和組態(tài)錯(cuò)誤）

表8 MB_SLAVE指令STATUS參數(shù)意義（Modbus協(xié)議錯(cuò)誤）? ? ? ?

常見問題

為什么觸發(fā)“MB_SLAVE”指令出錯(cuò)，輸出位“ERROR”=1,輸出狀態(tài)字“STATUS”=16#8187？

輸出狀態(tài)字”STATUS“=16#8187表示指向MB_HOLD_REG指針無效。以下兩種情況會(huì)造成如上錯(cuò)誤：

程序中不存在“MB_SLAVE”指令的輸入引腳“MB_HOLD_REG”對(duì)應(yīng)的DB塊。

在創(chuàng)建“MB_SLAVE”指令的輸入引腳“MB_HOLD_REG”對(duì)應(yīng)的DB塊時(shí)選擇了“僅符號(hào)尋址”。

解決方法分別如下：

新建“MB_SLAVE”指令的輸入引腳“MB_HOLD_REG”對(duì)應(yīng)的DB塊。

創(chuàng)建“MB_SLAVE”指令的輸入引腳“MB_HOLD_REG”對(duì)應(yīng)的DB塊時(shí)只能選擇了“標(biāo)準(zhǔn)與S7-300/400兼容”。　　　　　　

編輯：黃飛

?