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。

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專業代理SIEMENS(西門子) PLC-S7200， 300  400 1200， 西門子數控伺服，6GK， ET200， LOGO，， 人機界面(觸摸屏）
西門子數控伺服，SIEMENS 交、直流傳動裝置， SIEMENS 可編程控制器，及西門子停產備件!

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西門子CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出銷售商；

訂貨號；6ES7211-0AA23-0XB0

SIEMENS西門子上海朕鋅電氣設備有限公司

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西門子CPU221 DC/DC/DC,6輸入/4輸出介紹

 

 

1詳細介紹

 

1．SIMATICS7-200PLCS7-200PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業，各種場合中的自動檢測、監測及控制等。S7-200PLC的強大功能使其無論單機運行，或連成網絡都能實現復雜的控制功能。S7-200PLC可提供4個不同的基本型號與8種CPU可供選擇使用。

2．SIMATICS7-300PLCS7-300是模塊化小型PLC系統，能滿足中等性能要求的應用。各種單獨

的模塊之間可進行廣泛組合構成不同要求的系統。與S7-200PLC比較，S7-300PLC采用模塊化結構，具備高速（0.6~0.1μs）的指令運算速度；用浮點數運算比較有效地實現了更為復雜的算術運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數賦值；方便的人機界面服務已經集成在S7-300操作系統內，人機對話的編程要求大大減少。SIMATIC人機界面（HMI）從S7-300中取得數據，S7-300按用戶指定的刷新速度傳送這些數據。S7-300操作系統自動地處理數據的傳送；CPU的智能化的診斷系統連續監控系統的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統事件（例如：超時，模塊更換，等等）；多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術機密，防止未經允許的復制和修改；S7-300PLC設有操作方式選擇開關，操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以拔出，當鑰匙拔出時，就不能改變操作方式，這樣就可防止非法刪除或改寫用戶程序。具備強大的通信功能，S7-300PLC可通過編程軟件Step7的用戶界面提供通信組態功能，這使得組態非常容易、簡單。S7-300PLC具有多種不同的通信接口，并通過多種通信處理器來連接AS-I總線接口和工業以太網總線系統；串行通信處理器用來連接點到點的通信系統；多點接口（MPI）集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC機、人機界面系統及其他SIMATICS7/M7/C7等自動化控制系統。

3．SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。S7-400PLC采用模塊化無風扇的設計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據需要組合成不同的專用系統。當控制系統規模擴大或升級時，只要適當地增加一些模板，便能使系統升級和充分滿足需要。

2 產品歷史

 

西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經歷了C3,S3,S5,S7系列，已成為應用非常廣泛的可編程控制器。

1、西門子公司的產品最早是1975年投放市場的SIMATICS3，它實際上是帶有簡單操作接口的二進制控制器。

2、1979年，S3系統被SIMATICS5所取代，該系統廣泛地使用了微處理器。
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3、20世紀80年代初，S5系統進一步升級——U系列PLC，較常用機型：S5-90U、95U、100U、115U、135U、155U。

4、1994年4月，S7系列誕生，它具有更國際化、更高性能等級、安裝空間更小、更良好的WINDOWS用戶界面等優勢，其機型為：S7-200、300、400。

5、1996年，在過程控制領域，西門子公司又提出PCS7（過程控制系統7）的概念，將其優勢的WINCC（與WINDOWS兼容的操作界面）、PROFIBUS（工業現場總線）、COROS（監控系統）、SINEC（西門子工業網絡）及控調技術融為一體。

6、西門子公司提出TIA（TotallyIntegratedAutomation）概念，即全集成自動化系統，將PLC技術溶于全部自動化領域。

由最初發展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場，停止生產，而S7系列PLC發展成為了西門子自動化系統的控制核心，而TDC系統沿用SIMADYND技術內核，是對S7系列產品的進一步升級，它是西門子，功能最強的可編程控制器。

3 產品分類

主營：西門子S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人機界面觸摸屏變頻器MM420 變頻器MM430 變頻器MM440 6SE70交流工程調速變頻器 6RA70直流調速裝置 SITOP電源電線電纜數控備件伺服電機等工控產品，我們公司在價格上有較大優勢,更注重售后服務，現有大量現貨銷售，歡迎您來電咨詢。
　　SIEMENS 可編程控制器：
　　1. SIMATIC S7 系列PLC S7200 s71200 S7300 S7400 ET200 　　
　　2. 邏輯控制模塊 LOGO 230RC 230RCO 230RCL 24RC 24RCL等　　
　　3. SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A 2.5A 3A 5A 10A 20A 40A
　　4. HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177 MP277 MP377
　　SIEMENS交流直流傳動裝置：　　
　　1. 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM MM420 MM430 MM440 ECO 　　　　
　　　MIDASTER系列：MDV 　　　
　　　6SE70系列（FC VC SC）　　
　　2. 全數字直流調速裝置 6RA23 6RA24 6RA28 6RA70系列
　　SIEMENS數控伺服
　　1. 840D 802S/C 802SL 828D 801D：6FC5210 6FC6247 6FC5357 6FC5211 6FC5200 6FC5510
　　2. 伺服驅動:6SN1123 6SN1145 6SN1146 6SN1118 6SN1110 6SN1124 6SN1125 6SN1128
電源模板
6ES7307-1BA01-0AA0      電源模塊(2A)
6ES7307-1EA01-0AA0      電源模塊(5A)
6ES7307-1KA02-0AA0      電源模塊(10A)
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0      CPU312，32K內存
6ES7312-5BE03-0AB0      CPU312C，32K內存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0      CPU313C，64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0      CPU313C-2PTP，64K內存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0      CPU313C-2DP，64K內存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0      CPU314,96K內存
6ES7314-6BG03-0AB0      CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0      CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0     CPU315-2DP, 128K內存
6ES7315-2EH13-0AB0      CPU315-2 PN/DP, 256K內存
6ES7317-2AJ10-0AB0      CPU317-2DP,512K內存
6ES7317-2EK13-0AB0      CPU317-2 PN/DP,1MB內存
6ES7318-3EL00-0AB0      CPU319-3 PN/DP,1.4M內存
 
 內存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡 64kByte(MMC)
6ES7 953-8LG11-0AA0     SIMATIC Micro內存卡128KByte(MMC)
6ES7 953-8LJ20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡4MByte(MMC)
6ES7 953-8LP20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡8MByte(MMC)
 
開關量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0     開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH10-0AA0     開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH50-0AA0     開入模塊（16點，24VDC，源輸入）
6ES7 321-1BL00-0AA0     開入模塊（32點，24VDC）
6ES7 321-7BH01-0AB0   開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）
6ES7 321-1EL00-0AA0     開入模塊（32點，120VAC）
6ES7 321-1FF01-0AA0     開入模塊（8點，120/230VAC）
6ES7 321-1FF10-0AA0    開入模塊（8點，120/230VAC）與公共電位單獨連接
6ES7 321-1FH00-0AA0     開入模塊（16點，120/230VAC）
6ES7 321-1CH00-0AA0  
我們是西門子代理有需要西門子的請聯系人萬紫云  電話  15021699383   QQ 2779823058  開入模塊（16點，24/48VDC）
6ES7 321-1CH20-0AA0     開入模塊（16點，48/125VDC）
6ES7 322-1BH01-0AA0    開出模塊（16點，24VDC）
6ES7 322-1BH10-0AA0      開出模塊（16點，24VDC）高速
6ES7 322-1CF00-0AA0    開出模塊（8點，48-125VDC）
6ES7 322-8BF00-0AB0     開出模塊（8點，24VDC）診斷能力
6ES7 322-5GH00-0AB0     開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）
6ES7 322-1BL00-0AA0     開出模塊（32點，24VDC）
6ES7 322-1FL00-0AA0     開出模塊（32點，120VAC/230VAC）
6ES7 322-1BF01-0AA0     開出模塊（8點，24VDC，2A）
6ES7 322-1FF01-0AA0     開出模塊（8點，120V/230VAC）
6ES7 322-5FF00-0AB0     開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）
6ES7 322-1HF01-0AA0    開出模塊（8點,繼電器,2A）
6ES7 322-1HF10-0AA0     開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）
6ES7 322-1HH01-0AA0     開出模塊(16點,繼電器)
6ES7 322-5HF00-0AB0     開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）
6ES7 322-1FH00-0AA0    開出模塊（16點，120V/230VAC）
6ES7 323-1BH01-0AA0    8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊
6ES7 323-1BL00-0AA0    16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊
 
模擬量模板
6ES7 331-7KF02-0AB0     模擬量輸入模塊(8路，多種信號)
6ES7 331-7KB02-0AB0     模擬量輸入模塊(2路，多種信號)
6ES7 331-7NF00-0AB0     模擬量輸入模塊(8路，15位精度)
6ES7 331-7NF10-0AB0     模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式
6ES7 331-7HF01-0AB0     模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速)
6ES7 331-1KF01-0AB0   模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)
6ES7 331-7PF01-0AB0     8路模擬量輸入,16位,熱電阻
6ES7 331-7PF11-0AB0     8路模擬量輸入,16位,熱電偶
6ES7 332-5HD01-0AB0     模擬輸出模塊(4路)
6ES7 332-5HB01-0AB0     模擬輸出模塊(2路)
6ES7 332-5HF00-0AB0     模擬輸出模塊(8路)
6ES7 332-7ND02-0AB0     模擬量輸出模塊(4路，15位精度)
6ES7 334-0KE00-0AB0     模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出（2路）
6ES7 334-0CE01-0AA0     模擬量輸入(4路)/模擬量輸出（2路）
附件
6ES7 365-0BA01-0AA0     IM365接口模塊
6ES7 360-3AA01-0AA0     IM360接口模塊
6ES7 361-3CA01-0AA0     IM361接口模塊
6ES7 368-3BB01-0AA0     連接電纜 (1米)
6ES7 368-3BC51-0AA0     連接電纜 (2.5米)
6ES7 368-3BF01-0AA0     連接電纜 (5米)
6ES7 368-3CB01-0AA0     連接電纜 (10米)
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6ES7 390-1AE80-0AA0   導軌(480mm)
6ES7 390-1AF30-0AA0     導軌(530mm)
6ES7 390-1AJ30-0AA0     導軌(830mm)
6ES7 390-1BC00-0AA0      導軌(2000mm)
6ES7 392-1AJ00-0AA0     20針前連接器
6ES7 392-1AM00-0AA0  40針前連接器
彈簧行連接器
功能模板
6ES7 350-1AH03-0AE0     FM350-1 計數器功能模塊
6ES7 350-2AH00-0AE0   FM350-2 計數器功能模塊
6ES7 351-1AH01-0AE0     FM351 定位功能模塊
6ES7 352-1AH02-0AE0    FM352 電子凸輪控制器+組態包光盤
6ES7 355-0VH10-0AE0     FM355C 閉環控制模塊
6ES7 355-1VH10-0AE0     FM355S 閉環控制系統
6ES7 355-2CH00-0AE0     FM355-2C 閉環控制模塊
6ES7 355-2SH00-0AE0     FM355-2S 閉環控制模塊
6ES7 338-4BC01-0AB0     SM338絕對位置輸入模塊
6ES7 352-5AH00-0AE0     FM352-5高速布爾處理器
6ES7 352-5AH00-7XG0     FM352-5功能軟件包
主營：西門子S7-200PLC S7-300PLC S7-400PLC S7-1200PLC 6ES5 ET200 人機界面觸摸屏變頻器MM420 變頻器MM430 變頻器MM440 6SE70交流工程調速變頻器 6RA70直流調速裝置 SITOP電源電線電纜數控備件伺服電機等工控產品，我們公司在價格上有較大優勢,更注重售后服務，現有大量現貨銷售，歡迎您來電咨詢。
　　SIEMENS 可編程控制器：
　　1. SIMATIC S7 系列PLC S7200 s71200 S7300 S7400 ET200 　　
　　2. 邏輯控制模塊 LOGO 230RC 230RCO 230RCL 24RC 24RCL等　　
　　3. SITOP 系列直流電源 24V DC 1.3A 2.5A 3A 5A 10A 20A 40A
　　4. HMI 觸摸屏TD200 TD400C TP177 MP277 MP377
　　SIEMENS交流直流傳動裝置：　　
　　1. 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM MM420 MM430 MM440 ECO 　　　　
　　　MIDASTER系列：MDV 　　　
　　　6SE70系列（FC VC SC）　　
　　2. 全數字直流調速裝置 6RA23 6RA24 6RA28 6RA70系列
　　SIEMENS數控伺服
　　1. 840D 802S/C 802SL 828D 801D：6FC5210 6FC6247 6FC5357 6FC5211 6FC5200 6FC5510
　　2. 伺服驅動:6SN1123 6SN1145 6SN1146 6SN1118 6SN1110 6SN1124 6SN1125 6SN1128
電源模板
6ES7307-1BA01-0AA0      電源模塊(2A)
6ES7307-1EA01-0AA0      電源模塊(5A)
6ES7307-1KA02-0AA0      電源模塊(10A)
CPU
6ES7312-1AE13-0AB0      CPU312，32K內存
6ES7312-5BE03-0AB0      CPU312C，32K內存 10DI/6DO
6ES7313-5BF03-0AB0      CPU313C，64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7313-6BF03-0AB0      CPU313C-2PTP，64K內存 16DI/16DO
6ES7313-6CF03-0AB0      CPU313C-2DP，64K內存 16DI/16DO
6ES7314-1AG13-0AB0      CPU314,96K內存
6ES7314-6BG03-0AB0      CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7314-6CG03-0AB0      CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO
6ES7315-2AG10-0AB0     CPU315-2DP, 128K內存
6ES7315-2EH13-0AB0      CPU315-2 PN/DP, 256K內存
6ES7317-2AJ10-0AB0      CPU317-2DP,512K內存
6ES7317-2EK13-0AB0      CPU317-2 PN/DP,1MB內存
6ES7318-3EL00-0AB0      CPU319-3 PN/DP,1.4M內存
 
 內存卡
6ES7 953-8LF20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡 64kByte(MMC)
6ES7 953-8LG11-0AA0     SIMATIC Micro內存卡128KByte(MMC)
6ES7 953-8LJ20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡512KByte(MMC)
6ES7 953-8LL20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡2MByte(MMC)
6ES7 953-8LM20-0AA0 SIMATIC Micro內存卡4MByte(MMC)
6ES7 953-8LP20-0AA0     SIMATIC Micro內存卡8MByte(MMC)
 
開關量模板
我們是西門子代理有需要西門子的請聯系人萬紫云  電話  15021699383   QQ 2779823058
6ES7 321-1BH02-0AA0     開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH10-0AA0     開入模塊（16點，24VDC）
6ES7 321-1BH50-0AA0     開入模塊（16點，24VDC，源輸入）
6ES7 321-1BL00-0AA0     開入模塊（32點，24VDC）
6ES7 321-7BH01-0AB0   開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）

 

這類可編程序控制器，具有較強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比較復雜的三角函數、指數和PID運算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。

比如，德國SIEMENS公司生產的S7-300就屬于這一類。

高檔機

這類可編程序控制器，具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算、三角函數運算、指數運算和PID運算，還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規模很大的控制任務。在聯網中一般做主站使用。

比如，德國SIEMENS公司生產的S7-400就屬于這一類。

 

結構

整體式

整體式結構的可編程序控制器把電源、CPU、存儲器、I/O系統都集成在一個單元內，該單元叫做作基本單元。一個基本單元就是一臺完整的PLC。

控制點數不符合需要時，可再接擴展單元。整體式結構的特點是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。

組合式

組合式結構的可編程序控制器是把PLC系統的各個組成部分按功能分成若干個模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各模塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富。比如，一些可編程序控制器，除了－些基本的I/O模塊外，還有一些特殊功能模塊，像溫度檢測模塊、位置檢測模塊、PID控制模塊、通訊模塊等等。組合式結構的PLC特點是CPU、輸入、輸出均為獨立的模塊。模塊尺寸統一、安裝整齊、I/O點選型自由、安裝調試、擴展、維修方便。

疊裝式

疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結構的I/O點搭配靈話、安裝整齊的優點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特點是CPU自成獨立的基本單元（由CPU和一定的I/O點組成），其它I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統達到配置靈活、體積小巧。

4 工作原理
上海朕鋅是一家專業從事西門子工業自動化產品和數控系統銷售、技術服務及培訓的工程服務公司。 在西門子工業自動化產品領域，公司憑借雄厚的技術實力及多年從事 SIEMENS 產品的銷售經驗，本著樹立公司形象和對用戶認真負責的精神開展業務，贏得了 SIEMENS 公司與廣大用戶的好評及大力支持，我公司除了在西門子S7-200/300/400PLC、變頻傳動、直流調速裝置、網絡通訊及WinCC人機界面顯示系統等的產品銷售中擁有較好的價格優勢外，同時我們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，公司擁有一批充滿創新活力并具有豐富工作經驗的優秀員工，致力于為您提供優質的產品和服務。公司在技術方面不斷吸收國內外先進的經驗，在工程實施方面為客戶提供全方位的服務。我們不但是自動化的專業設備供應商，更是您真誠的合作伙伴，為您提供了SIEMENS的最新技術及自動控制的最佳解決方案。
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西門子DP線接頭 SIMATIC S7-300 是模塊化的微型 PLC 系統，可滿足中、低端的性能要求。

模塊化、無風扇設計、易于實現分布式結構以及方便的操作,使得 SIMATIC S7-300 成為中、低端應用中各種不同任務的經濟、用戶友好的解決方案

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。

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輸入采樣
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西門子6ES7953-8LF11-0AA0 SIMATIC Mic

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

圖8 消息楨字符結構

按照上述操作設置參數，從上圖可以看出，本例中的傳輸波特率9.6Kb/s，1位起始位，8位數據位，偶校驗位，1位停止位，從站站地址是3，主從通訊設備的字符幀格式和波特率等參數設置需要一致。

圖9 RS422/485 接口組態

RS422/485接口只能一個有效，接口的選擇只需要組態而不需要在硬件上短接。

4.2.3 Modbus驅動的下載
當配置好Modbus通信的參數后，保存前需要向CP341下載Modbus Slave的驅動，一旦下載完成后無需再次下載。
需要注意的是，在下載驅動時（可以在無Dongle情況下下載），需要將CPU停機，然后下載，操作過程如下所示。

圖10 下載Dongle時，需要CPU停機

 

圖11 從站驅動下載后結果

4.2.4 CP341做Modbus從站的編程
從Step7 軟件下的EXAMPLE目錄中，找到項目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的項目，打開，然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項目中，打開路徑如下所示。

圖12 Modbus Slave 例程打開路徑

OB1中調用FB80編程如下：

圖13 FB80程序塊調用

CP卡初始化正常后，CP_START，CP_START_FM和CP_START_OK為1信號，否則CP_START_ERROR為1，同時可以從ERROR_NR察看錯誤信息，也可以在硬件組態中在線后的CP341的診斷緩沖區察看詳細的錯誤信息，錯誤信息對照和處理方式可以參考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 協議RTU格式S7的可裝載驅動程序為從站》的手冊。

FB80的各參數含義如下

LADDR	硬件組態中CP341的起始邏輯地址，本例中為256
START_TIMER	初始化超時定時器，本例中為T120
START_TIME	初始化定時器時間，本例中為5S
OB_MASK	I/O訪問錯誤屏蔽位，本例中為True（I/O訪問錯誤已屏蔽）
CP_START	FB初始化使能位，本例中為M0.0
CP_START_FM	CP_START 初始化的上升沿位，本例中為M0.1
CP_NDR	從CP卡寫操作位，本例中為m0.2
CP_START_OK	初始化完成且無錯誤，本例中為M0.3
CP_START_ERROR	初始化完成，但有錯誤，本例中為M0.4
ERROR_NR	錯誤號，本例中為MW2
ERROR_INFO	錯誤信息，本例中為MW4

表5

5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協議是以主從的方式進行數據傳輸的，在傳輸的過程中主站是主動方，即主站發送數據請求報文到從站，從站返回響應報文。Modbus 系統間的數據交換是通過功能碼來控制的，以下對現場常用的功能碼進行分類測試，關于功能碼的詳細信息請參考手冊。

5.1 FC01/05/15功能碼
CP341從站的通訊區域配置

圖14 FC01/05/15 參數組態界面

FC01、FC05、FC15對應的數據區為位輸出，數據的傳遞以位為單位，可以讀寫操作，用戶地址區為0xxxx，Modbus地址在信息傳遞中從0開始。如上圖，左邊為信息傳遞地址（地址區不能沖突），右邊對應的是S7-300的數據區。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區為00001 ~ 00008，對應S7-300的M10.0 ~ M10.7，并且以此為例說明FC01功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用

圖15 功能碼FC01使用

S7-200主站，用功能碼FC01讀取從站8點數字量輸出，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。

圖16 FC01功能碼數據交換

5.2 FC02功能碼
CP341從站的通訊區域配置

圖17 FC02 參數組態界面

FC02對應的數據區為位輸出，數據的傳遞以位為單位，只讀操作，用戶地址區為1xxxx，Modbus地址在信息傳遞中從0開始，如上圖，左邊為信息傳遞地址（地址區不能沖突），右邊對應的是S7-300的數據區。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區為10001 ~ 10008，對應S7-300的M20.0 ~ M20.7，并且以此為例說明FC02功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用

圖18 功能碼FC02使用

S7-200主站，用功能碼FC02讀取從站8點數字量輸入，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。

圖19 FC02功能碼數據交換

5.3 FC03/06/16 功能碼
CP341從站的通訊區域配置

圖20 FC03/06/16參數組態界面

FC03/06/16 對應的數據區為寄存器，數據的傳遞以字為單位，可以讀寫操作，用戶地址區為4xxxx，Modbus地址在信息傳遞中從0開始。如上圖，左邊為信息傳遞地址，右邊對應的是S7-300的數據區，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區。例如用戶地址
區為40001 ~ 40004，對應S7-300數據區為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此為例說明
FC03功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用

圖21功能碼FC03使用

S7-200主站，用功能碼FC03讀取從站4個字寄存器，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。

圖22 FC03功能碼數據交換

5.4 FC04 功能碼
CP341從站的通訊區域配置

圖23 FC04參數組態界面

FC04對應的數據區為寄存器輸入，數據的傳遞也以字為單位，只讀操作，用戶地址區3xxxx，Modbus地址在信息傳送中從0開始。如上圖，左邊為信息傳遞地址，右邊對應的是S7-300的數據區，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區。例如用戶地址區為30001 ~ 30004，對應S7-300數據區為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此為例說明FC04功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用

圖24功能碼FC04使用

S7-200主站，用功能碼FC04讀取從站4個字輸入寄存器，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。

圖25 FC04功能碼數據交換

5.5 Limits 欄

圖26 Limits 參數組態界面

對于寫功能碼FC05、06、15、16，可以禁用或限制訪問相關S7-300存儲區，即使用這些功能碼時，S7-300存儲區需要在設定的最小和最大的范圍之間，如果訪問的區域超出這個范圍，則訪問會被拒絕，同時輸出報錯誤信息。

6. 總結
本文檔以S7-200為主站和CP341為從站簡單介紹了Modbus RTU通訊，關于通訊的組態設置，編程以及常用功能碼的使用，其具體的使用可以作為西門子串行通訊模塊與第三方的儀表、設備等進行串行通信的參考。

7. 相關參考資料
關于西門子串行通信應用的文檔可以參考相關產品手冊，或登錄下載中心網站http://www.ad.siemens.com.cn/download/ ， 搜索下載如下文檔：
A0006：串口通訊模塊的信息與使用
A0081：CP340/341/440/441通訊及編程
A0336：CP341 Modbus RTU多站點輪詢
A0440：CP340/341基于ASCII驅動協議的多站點輪詢
A0384：S7-300 CP341作主S7-200作從的Modbus通信