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上海騰樺電氣設備有限公司
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使用 Modbus RTU 主站指令庫，可以讀寫 Modbus RTU 從站的數字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。
要使用 Modbus RTU 主站指令庫，須遵循下列步驟：
1. 調用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制：
圖 2. 用 SM0.0 調用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序
各參數意義如下:
| 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 Modbus 協議功能；為 0 時恢復為系統 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＝奇較驗 | |||
| 2＝偶較驗 | |||
| 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（1 秒），允許設置的范圍為 1 - 32767。 |
 注意： 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。可以用該位啟動 MBUS_MSG 讀寫操作（見例程） |
| g. | Error | 初始化錯誤代碼（只有在 Done 位為1時有效）： | |
| 0＝ 無錯誤 | |||
| 1＝ 校驗選擇非法 | |||
| 2＝ 波特率選擇非法 | |||
| 3＝ 模式選擇非法 | |||
2. 調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發送一個Modbus 請求；
圖 3. 調用Modbus RTU 主站讀寫子程序
各參數意義如下:
| a. | EN | 使能： | 同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能 |
|---|---|---|---|
| 注意：建議每一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）都用上一個 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環進行（見例程）。 | |||
| 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 | 從站地址： | 0 ＝ 讀， 1 ＝ 寫 |
| 注意： | |||
| 1. 開關量輸出和保持寄存器支持讀和寫功能 | |||
| 2. 開關量輸入和模擬量輸入只支持讀功能 | |||
| 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 | 數據個數 | 通訊的數據個數（位或字的個數） |
| 注意： Modbus主站可讀/寫的zui大數據量為120個字（是指每一個 MBUS_MSG 指令） | |||
| g. | DataPtr | 數據指針： | 1. 如果是讀指令，讀回的數據放到這個數據區中 |
| 2. 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 |
| 0 ＝ 無錯誤 | |||
| 1 ＝ 響應校驗錯誤 | |||
| 2 ＝ 未用 | |||
| 3 ＝ 接收超時（從站無響應） | |||
| 4 ＝ 請求參數錯誤（slave address, Modbus address, count, RW） | |||
| 5 ＝ Modbus/自由口未使能 | |||
| 6 ＝ Modbus正在忙于其它請求 | |||
| 7 ＝ 響應錯誤（響應不是請求的操作） | |||
| 8 ＝ 響應CRC校驗和錯誤 | |||
| - | |||
| 101 ＝ 從站不支持請求的功能 | |||
| 102 ＝ 從站不支持數據地址 | |||
| 103 ＝ 從站不支持此種數據類型 | |||
| 104 ＝ 從站設備故障 | |||
| 105 ＝ 從站接受了信息，但是響應被延遲 | |||
| 106 ＝ 從站忙，拒絕了該信息 | |||
| 107 ＝ 從站拒絕了信息 | |||
| 108 ＝ 從站存儲器奇偶錯誤 | |||
常見的錯誤：
3. 在 CPU 的 V 數據區中為庫指令分配存儲區（Library Memory）
Modbus Master 指令庫需要一個284個字節的全局 V 存儲區。
參考：分配庫指令數據區
此為西門子正式推出的標準庫指令說明資料。
在 Modbus RTU Master 協議和 PPI 協議之間切換：
Modbus RTU Master 協議指令庫使通信口工作在自由口模式下，此時不能與 Micro/WIN 軟件通信。要在切換回 PPI 協議，可以：
Modbus RTU Master 協議庫的執行時間：
Modbus RTU Master 協議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后續的每個掃描周期中只占用 0.41 ms。
調用 MBUS_MSG 子程序會加長處理時間。大部分時間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數據就需要 1.85 ms 掃描時間。數據zui多的情況下（讀、寫 120 字的數據），掃描時間大概會擴增加 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數據上；寫操作的時間主要消耗在發送數據上。
Modbus 地址
通常 Modbus 地址由 5 位數字組成，包括起始的數據類型代號，以及后面的偏移地址。Modbus Master 協議庫把標準的 Modbus 地址映射為所謂 Modbus 功能號，讀寫從站的數據。Modbus Master 協議庫支持如下地址：
Modbus Master 協議庫支持的功能
為了支持上述 Modbus 地址的讀寫，Modbus Master 協議庫需要從站支持下列功能：
表 1. 需要從站支持的功能
| Modbus 地址 | 讀/寫 | Modbus 從站須支持的功能 |
|---|---|---|
| 00001 - 09999 數字量輸出 | 讀 | 功能 1 |
| 寫 | 功能 5：寫單輸出點 功能 15：寫多輸出點 | |
| 10001 - 19999 數字量輸入 | 讀 | 功能 2 |
| 寫 | － | |
30001 - 39999 | 讀 | 功能 4 |
| 寫 | － | |
| 40001 - 49999 保持寄存器 | 讀 | 功能 3 |
| 寫 | 功能 6：寫單寄存器單元 功能 16：寫多寄存器單元 |
Modbus 地址和 S7-200 存儲區地址的映射
S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協議庫通信時，Modbus 地址和 S7-200 內存儲區地址的 映射關系都類似。
Modbus 保持寄存器地址映射舉例：
Modbus 數字量地址映射舉例：
位地址（0xxxx 和 1xxxx）數據總是以字節為單位打包讀寫。*個字節中的zui低有效位對應 Modbus 地址的起始地址。如下圖所示：
圖 4. 數字量地址映射舉例
為了更好地理解 Modbus 主站的編程，可參考下面的例程。
例子程序1: 多個MBUS_MSG指令輪詢執行，
注意
例子程序2：反復激活單個MBUS_MSG指令：
注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風險*由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和支持，用戶不必為 此西門子與服務部門。
Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本是否有要求，為什么編譯例子程序時，會遇到 4 個錯誤？
Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本確實有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號為6ES721*－***23-0BA*)，1.22 版本之前（包括 1.22 版本）的 S7-200 CPU 不支持。
Modbus 指令庫啟動后，如何通過同一個通信端口進行 CPU 監控？
Modbus 指令庫使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監控。如果通信口都已經被占用，可以考慮：
如何理解 Modbus 地址與功能碼的區別？
Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。
根據 Modbus 通信協議，Modbus 數據的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分別表示數字量輸出、數字量輸入、模擬量輸入等數據地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數據地址與 S7-200 的 I/O 和數據存儲區地址間有特定的對應關系。
有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協議，但也詳細提供了讀寫數據的詳細通信幀格式，其中包括如何 Modbus 站的地址，需要讀寫數據類型、長度等等。數據幀有特定字節指出此指令讀寫的數據類型和地址，此字節的數據內容即所謂"功能碼"，如功能 1 讀取單個/多個數字量輸出點的值。
支持 Modbus 協議的設備或軟件，使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數據地址。Modbus 地址所訪問的數據，是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協議只有功能碼，則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關系。
如何訪問大于 9999 的保持寄存器地址？
通常 Modbus 協議的保持寄存器地址范圍在 40001 - 49999 之間。對于多數應用來說已經夠了。但有些 Modbus 從站把地址映射到保持寄存器區的地址超過 9999 的部分。
Modbus Master 協議庫支持超過 9999 的保持寄存器地址。地址范圍為 400001 - 465536。只需在調用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數賦相應的值即可，如 416768。
Modubs Master 擴展地址模式僅支持保持寄存器區，不支持其他地址類型。
S7-200 作為 Modbus 主站方接收上來的數據格式與第三方設備不一樣怎么辦？
西門子PLC數據的存儲格式為高位低存方式。舉例：VD200中包含VW200和VW202，其中VW202是低字，VW200是高字。若第三方設備與西門子數據存儲格式不同，是低位低存的方式，那么通信上來的數據就會存在錯誤，需要進行轉換才能使用。編程的方式比較多樣，針對雙字中高低字的交換可以使用SWAP(字交換）指令，若是字節交換可以考慮循環移位指令。
S7-200 是否支持如 Modbus TCP 等其它協議？
不支持。S7-200自身的通信端口或其通信擴展模塊均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信協議。
為什么 S7-200 作 Modbus 主站時 MBUS_MSG 指令報6號錯誤？
引起6號錯誤主要有兩方面的原因：1.多個 MBUS_MSG 指令同時使能執行；2. Modbus庫存儲區中分配的建議地址區與編程中已使用的V存儲區有重疊。
2Modbus RTU從站
S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通信模式實現，因此可以通過無線數據電臺等慢速通信設備傳輸。
詳情請參考《S7-200系統手冊》之相關章節。
要實現Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現的。
Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。
檢查Micro/WIN的軟件版本，應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。
檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包；
圖1. 指令樹中的庫指令
編程時使用SM0.1調用子程序MBUS_INIT進行初始化，使用SM0.0調用MBUS_SLAVE，并相應參數。關于參數的詳細說明，可在子程序的局部變量表中找到；
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