1. 概述
在現場應用中，很多儀表和設備僅支持Modbus RTU的通訊協議，第三方儀表可以做Modbus主站或從站，西門子的通訊模塊CP341 / CP441-2 通過Dongle（硬件狗）可以擴展該協議，S7-200 集成的口可以支持自由口通訊，通過指令庫也可以方便的實現Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站，CP341作為Modbus 從站，實現Modbus RTU通訊，闡述兩者在通訊方面的設置和注意事項。

2. 軟件環境

2.1 STEP7 V5.4 SP4
用于編寫 S7-300/400程序，此軟件需要從西門子購買，本文檔中的300的程序是使用Step7 V5.4 SP4的軟件編寫。

2.2 CP PTP Param V5.1 SP11
串行通訊模板的驅動程序，安裝此驅動后才能對PtP模板進行參數配置，并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊。此驅動隨購買模板一起提供，也可以從以下的鏈接下載：27013524

2.3 CP PTP Modbus Slave V3.1 SP7
CP341或CP441-2用于Modbus從站時，需要安裝此驅動協議，但安裝之前必須先安裝PtP Driver，此驅動可以在購買Modbus Dongle時選擇購買，也可以從以下的鏈接下載：27774276

2.4 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP6
用于S7-200編程的軟件，本文檔中的200的程序是使用Step7 Micro/win 的軟件編寫。此軟件可以從西門子下載中心免費下載，也可以從以下的鏈接下載。
http://www.ad.siemens.com.cn/download 網站 自動化系統>>S7-200>>軟件，文檔編號S0002。

2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200實現Modbus RTU功能，可以使用Modbus的指令庫，要使用西門子的標準指令庫，必須先安裝指令庫的軟件包 Instruction Library，安裝后，可以在Step 7-Micro/WIN軟件的庫中找到Modbus相關的指令，該軟件包可以從以下的鏈接下載。http://www.ad.siemens.com.cn/download 網站 自動化系統>>S7-200>>軟件，文檔編號S0010。

3. 硬件列表和接線

3.1 硬件列表

S7-300從站	CPU315-2DP	6ES7 315-2AG10-0AB0
	CP341 RS422/485	6ES7 341-1CH01-0AE0
	Dongle	6ES7 870-1AB01-0YA0
	PC 適配器（USB）	6ES7 972-0CB20-0XA0
S7-200主站	CPU 224XP	6ES7 214-2BD23-0XB0

表1 硬件設備

3.2 硬件接線

3.2.1 接口定義
S7-200的通訊口為RS485物理口（9針口），CP341是RS422/485的接口類型（15針口），兩種設備的接口引腳的示意圖如下所示，更詳細的信息可以參考CP341及S7-200通信接口的手冊。

圖1 S7-200 CPU通信口引腳定義

 

圖2 S7-300 CP341 RS422/485 通訊口引腳定義

3.2.2 接線示意圖

圖3 硬件結構和接線示意圖

4. 組態設置和編程

4.1 S7-200做Modbus主站的設置
S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標準的RS-485半雙工串行通信口，此串行字符通信的格式：1個起始位；7/8位數據位；1位奇/偶/無校驗；1停止位。通信波特率可以設置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500，符合這些格式的串行通訊設備可以和S7-200進行自由口通訊，Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實現的。

4.1.1 Modbus RTU主站庫

使用Modbus 主站指令庫時需要注意的幾點：

• 需要S7-200的編程軟件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本；
• Modbus RTU 主站庫對CPU的版本有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01（即訂貨號為 6ES721*－***23-0BA*）；
• Modbus主站可讀/寫的最大數據量為120個字（指每一個 MBUS_MSG 指令）；
• Modbus 主站庫支持Port0和Port1（從站庫只支持Port0口），本例中用Port0；
• 使用Modbus 庫時必須對庫存儲區進行分配，見下圖設置，而且分配的空間不能和程序中其它空間沖突，否則編譯調用會報錯。

圖4 庫存儲區設置

• Modbus主站庫支持的功能碼和地址對應關系：
   

  Modbus 地址	讀 / 寫	Modbus 從站須支持的功能
  00001~09999	讀	功能1：讀輸出點
  數字量輸出	寫	功能5：寫單個輸出點
  		功能15：寫多個輸出點
  10001~19999	讀	功能2：讀輸入點
  數字量輸入
  30001~39999	讀	功能4：讀輸入寄存器
  輸入寄存器
  40001~49999	讀	功能3：讀保持寄存器
  保持寄存器	寫	功能6：寫單個寄存器
  		功能16：寫多個寄存器

  表2需要從站支持的功能

4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時，使用SM0.0調用MBUS_CTRL完成主站的參數初始化，詳細見下表，參數的說明也可以從子程序的局部變量表中找到。

圖5 Modbus RTU 主站初始化

圖中各參數含義如下

編號	符號/含義	說                   明
a	EN / 使能	必須保證每一掃描周期都被使能（使用SM0.0）。
b	Mode / 模式	為1時使能為Modbus協議；為0時恢復為PPI協議。
c	Baud / 波特率	支持的通訊波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d	Parity / 校驗	校驗方式選擇：0＝無校驗；1＝奇校驗，2＝偶校驗。
e	Timeout / 超時	主站等待從站響應的時間，以毫秒為單位，典型的設置值為 1000毫秒，允許設置的范圍為1-32767。這個值必須設置足夠大以保證從站有時間響應。
f	Done / 完成位	初始化完成，此位會自動置1。
g	Error / 錯誤位	初始化錯誤代碼。

表3

調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發送一個Modbus 請求。

圖6 調用Modbus RTU 主站讀寫子程序

圖中各參數含義如下

編號	符號/含義	說                   明
a	EN / 使能	同一時刻只能有一個讀寫功能使能。
b	First / 讀寫請求位	每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發。
c	Slave / 從站地址	可選擇的范圍1–247。
d	RW / 讀寫操作位	0＝讀， 1＝寫。
e	Addr / 讀寫從站的數據地址	選擇讀寫的數據類型：
		00001 至 0xxxx - 開關量輸出
		10001 至 1xxxx - 開關量輸入
		30001 至 3xxxx - 模擬量輸入
		40001 至 4xxxx - 保持寄存器。
f	Count / 數據的個數	通訊的數據個數（位或字的個數）。
g	DaptPtr / 數據指針	如果是讀指令，讀回的數據放到這個數據區中；
		如果是寫指令，要寫出的數據放到這個數據區中。
h	Done / 完成位	讀寫功能完成位。
i	Error / 錯誤代碼	只有在Done位為1時，錯誤代碼才有效。

表4

從上圖中可見，S7-200作為Modbus RTU主站，波特率9.6Kb/s，偶校驗，連接從站的站地址是3，數據存儲區為VB2000開始的區域。

4.2 CP341 做Modbus 從站的硬件組態

4.2.1 硬件組態

圖7 S7-300側硬件組態

4.2.2 設置Modbus參數

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6ES7 972-0CB35-0A0 TS適配器II 用于調制解調器遠程服務
6ES7 972-0CC35-0A0 TS適配器II 用于ISDN 遠程服務
6GK1 561-1AA01 CP5611網卡(PCI總線軟卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP)
6GK1 551-2AA00 CP5512網卡(PCMCIA總線軟卡,支持MPI,PPI,PROFIBUS-DP,筆記本電腦用，32BIT)
6GK1 561-3AA01 CP5613網卡(PCI總線硬卡,支持PROFIBUS-DP主站)
6GK1 561-3FA00 CP5613光纖網卡(PCI總線硬卡,支持PROFIBUS-DP主站
6GK1 561-4AA01 CP5614網卡(PCI總線硬卡,支持PROFIBUS-DP主站從站)
6GK1 561-4FA00 CP5614光纖網卡(PCI總線硬卡,支持PROFIBUS-DP主站從站)
6GK1562-1AA00 CP5621通訊卡             貨期8周
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6FX800開頭 是動力電纜跟信號電纜
6XV1 840-2AH10 4芯電纜 網線
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6XV1 830-0PBH30 TD  OP 與 S5-90U 至 -155U 的電纜 6XV1 440-2A
6XV1 830-0EH10 PROFIBUS通訊電纜
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6XV1 830-0AH10 DP電纜
6XV1 820-5AH10 光纖電纜(米)
6XV1 820-5BH50 光纖電纜 含BFOC (5米)
6XV1 820-5BT10 光纖電纜 含BFOC (100米)
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西門子S7-200PLC上海代理商 ? ? ? ?產品訂貨型號：6ES7214-2BD23-0XB8上海朕鋅電氣設備有限公司本著“以人為本、科技先導、顧客滿意、持續改進”的工作方針，致力于工業自動化控制領域的產品開發、工程配套和系統集成，擁有豐富的自動化產品的應用和實踐經驗以及雄厚的技術力量，尤其以?PLC復雜控制系統、傳動技術應用、伺服控制系統、數控備品備件、人機界面及網絡/軟件應用為公司的技術特長，幾年來，上海朕鋅公司在與德國?SIEMENS公司自動化與驅動部門的長期緊密合作過程中，建立了良好的相互協作關系。業務客服：?0 2 1-31668149手 機??15021699383：24小時為您解憂）15021699383???傳真 ?：021-67226033商 務?QQ ；2779823058?我公司銷售西門子保內全新原裝產品！可通過序列號向西門子總部查詢真偽從購買日期開始享受西門子官方質保一年！一年內因產品本身質量問題免費更換（非人為損壞），不收取任何費用!歡迎來電咨詢（二十四小時恭候）！CPU 1211C1211 CPU AC/DC/Rly6ES7211-1BD30-0XB0　1211 CPU DC/DC/DC6ES7211-1AD30-0XB0　1211 CPU DC/DC/Rly6ES7211-1HD30-0XB0CPU 1212C1212 CPU AC/DC/Rly6ES7212-1BD30-0XB0　1212 CPU DC/DC/DC6ES7212-1AD30-0XB0　1212 CPU DC/DC/Rly6ES7212-1HD30-0XB0CPU 1214C1214 CPU AC/DC/Rly6ES7214-1BE30-0XB0　1214 CPU DC/DC/DC6ES7214-1AE30-0XB0　1214 CPU DC/DC/Rly6ES7214-1HE30-0XB0SM 12228 x 繼電器輸出6ES7222-1HF30-0XB0SM 12228 x 24V DC 輸出6ES7222-1BF30-0XB0SM 12238 x 24V DC 輸入/8 x6ES7223-1PH30-0XB0　繼電器輸出　SM 12238 x 24V DC

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西門子過程控制系統PCS7視頻教程-PCS7 BATCH產品介紹與應用(15
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西門子過程控制系統PCS7視頻教程-PCS7 BATCH產品介紹與應用(1
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西門子過程控制系統PCS7視頻教程-PCS7 BATCH產品介紹與應用(1
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