1、1 接口定义S7-200 的通讯口为 RS485 物理口（9 针口），其引脚定义如下图所示。2 接线将端口 0 或者端口 1 的引脚 3 接安科瑞仪表的通讯端子的 A+，引脚 8 接安科瑞仪表的通讯端子的B-。3 说明S7-200 CPU 上的通信口在电气上是标准的 RS-485 半双工串行通信口，此串行字符通信的格式：1个起始位；7/8 位数据位；1 位奇/ 偶/无校验；1 停止位。通信波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600 或 112500，符合这些格式的串行通讯设备可以和 S7-200 进行自由口通讯，Modbus RTU 指令库就是使
2、用自由口编程实现的。4 Modbus RTU 主站库使用 Modbus 主站指令库时需要注意的几点： 需要 S7-200 的编程软件是 Micro/WIN V4.0 SP5 及以上版本； Modbus RTU 主站库对 CPU 的版本有要求，CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01（即订货号为 6ES721* *23-0BA*）； Modbus 主站可读 /写的最大数据量为 120 个字（指每一个 MBUS_MSG 指令）； Modbus 主站库支持 Port0 和 Port1（从站库只支持 Port0 口），本例中用 Port0； 使用 Modbus 库时必须对库存储区进行分配，见下图
3、设置，而且分配的空间不能和程序中其它空间冲突，否则编译调用会报错。图 4 库存储区设置 Modbus 主站库支持的功能码和地址对应关系：Modbus 地址 读 / 写 Modbus 从站须支持的功能0000109999 读 功能 1：读输出点数字量输出 写 功能 5：写单个输出点功能 15：写多个输出点1000119999数字量输入 读 功能 2：读输入点3000139999输入寄存器 读 功能 4：读输入寄存器4000149999 读 功能 3：读保持寄存器保持寄存器 功能 6：写单个寄存器写 功能 16：写多个寄存器表 2 需要从站支持的功能5 S7-200 Modbus 主站编程编程时，
4、使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的参数初始化，详细见下表，参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。图 5 Modbus RTU 主站初始化图中各参数含义如下编 符号/含义 说 明号a EN / 使能 必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）。b Mode / 模式 为 1 时使能为 Modbus 协议；为 0 时恢复为 PPI 协议。c Baud / 波特率 支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。d Parity / 校验 校验方式选择：0无校验；1奇校验，2偶校验。e Timeout / 超
5、时 主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒，允许设置的范围为 1-32767。这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。f Done / 完成位 初始化完成，此位会自动置 1。g Error / 错误位 初始化错误代码。表 3调用 Modbus RTU 主站读写子程序 MBUS_MSG，发送一个 Modbus 请求。图 6 调用 Modbus RTU 主站读写子程序图中各参数含义如下编号 符号/含义 说 明a EN / 使能 同一时刻只能有一个读写功能使能。b First / 读写请求位 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。c Slave / 从站地址 可选择的范
6、围 1247。d RW / 读写操作位 0读， 1写。选择读写的数据类型：00001 至 0xxxx - 开关量输出10001 至 1xxxx - 开关量输入30001 至 3xxxx - 模拟量输入e Addr / 读写从站的数据地址40001 至 4xxxx - 保持寄存器。f Count / 数据的个数 通讯的数据个数（位或字的个数）。如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；g DaptPtr / 数据指针 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。h Done / 完成位 读写功能完成位。i Error / 错误代码 只有在 Done 位为 1 时，错误代码才有效。表 4从上图中可
7、见，S7-200 作为 Modbus RTU 主站，波特率 9.6Kb/s，偶校验，连接从站的站地址是3，数据存储区为 VB2000 开始的区域。4.2 CP341 做 Modbus 从站的硬件组态4.2.1 硬件组态图 7 S7-300 侧硬件组态4.2.2 设置 Modbus 参数图 8 消息桢字符结构按照上述操作设置参数，从上图可以看出，本例中的传输波特率 9.6Kb/s，1 位起始位，8 位数据位，偶校验位，1 位停止位，从站站地址是 3，主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。图 9 RS422/485 接口组态RS422/485 接口只能一个有效，接口的选择只需要组态而
8、不需要在硬件上短接。4.2.3 Modbus 驱动的下载当配置好 Modbus 通信的参数后，保存前需要向 CP341 下载 Modbus Slave 的驱动，一旦下载完成后无需再次下载。需要注意的是，在下载驱动时（可以在无 Dongle 情况下下载），需要将 CPU 停机，然后下载，操作过程如下所示。图 10 下载 Dongle 时，需要 CPU 停机图 11 从站驱动下载后结果4.2.4 CP341 做 Modbus 从站的编程从 Step7 软件下的 EXAMPLE 目录中，找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目，打开，然后将 Modbus 通讯模块 FB80
9、传递到用户项目中，打开路径如下所示。图 12 Modbus Slave 例程打开路径OB1 中调用 FB80 编程如下：图 13 FB80 程序块调用CP 卡初始化正常后，CP_START ，CP_START_FM 和 CP_START_OK 为 1 信号，否则CP_START_ERROR 为 1，同时可以从 ERROR_NR 察看错误信息，也可以在硬件组态中在线后的CP341 的诊断缓冲区察看详细的错误信息，错误信息对照和处理方式可以参考S7-300 以用于 PtP CP Modbus 协议 RTU 格式 S7 的可装载驱动程序为从站的手册。FB80 的各参数含义如下LADDR 硬件组态中
10、CP341 的起始逻辑地址，本例中为 256START_TIMER 初始化超时定时器，本例中为 T120START_TIME 初始化定时器时间，本例中为 5SOB_MASK I/O 访问错误屏蔽位，本例中为 True（I/O 访问错误已屏蔽）CP_START FB 初始化使能位，本例中为 M0.0CP_START_FM CP_START 初始化的上升沿位，本例中为 M0.1CP_NDR 从 CP 卡写操作位，本例中为 m0.2CP_START_OK 初始化完成且无错误，本例中为 M0.3CP_START_ERROR 初始化完成，但有错误，本例中为 M0.4ERROR_NR 错误号，本例中为 M
11、W2ERROR_INFO 错误信息，本例中为 MW4表 55. 通讯测试Modbus RTU 格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的，在传输的过程中主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站，从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的，以下对现场常用的功能码进行分类测试，关于功能码的详细信息请参考手册。5.1 FC01/05/15 功能码CP341 从站的通讯区域配置图 14 FC01/05/15 参数组态界面FC01、FC05、FC15 对应的数据区为位输出，数据的传递以位为单位，可以读写操作，用户地址区为 0xxxx，Modbus 地址在信息传递中从 0 开始。
12、如上图，左边为信息传递地址（地址区不能冲突），右边对应的是 S7-300 的数据区。例如左边信息传递地址从 0 7 对应用户地址区为 00001 00008，对应 S7-300 的 M10.0 M10.7，并且以此为例说明 FC01 功能码的通讯。S7-200 主站程序调用图 15 功能码 FC01 使用S7-200 主站，用功能码 FC01 读取从站 8 点数字量输出，接收的数据存放在 VB2000 开始的区域，测试截图结果如下。图 16 FC01 功能码数据交换5.2 FC02 功能码CP341 从站的通讯区域配置图 17 FC02 参数组态界面FC02 对应的数据区为位输出，数据的传递以
13、位为单位，只读操作，用户地址区为 1xxxx，Modbus地址在信息传递中从 0 开始，如上图，左边为信息传递地址（地址区不能冲突），右边对应的是S7-300 的数据区。例如左边信息传递地址从 0 7 对应用户地址区为 10001 10008，对应 S7-300的 M20.0 M20.7，并且以此为例说明 FC02 功能码的通讯。S7-200 主站程序调用图 18 功能码 FC02 使用S7-200 主站，用功能码 FC02 读取从站 8 点数字量输入，接收的数据存放在 VB2000 开始的区域，测试截图结果如下。图 19 FC02 功能码数据交换5.3 FC03/06/16 功能码CP341
14、 从站的通讯区域配置图 20 FC03/06/16 参数组态界面FC03/06/16 对应的数据区为寄存器，数据的传递以字为单位，可以读写操作，用户地址区为4xxxx，Modbus 地址在信息传递中从 0 开始。如上图，左边为信息传递地址，右边对应的是 S7-300 的数据区，左边传输地址不可改，右边只对应一个数据区。例如用户地址区为 40001 40004，对应 S7-300 数据区为 DB1.DBW0 DB1.DBW6，并且以此为例说明FC03 功能码的通讯。S7-200 主站程序调用图 21 功能码 FC03 使用S7-200 主站，用功能码 FC03 读取从站 4 个字寄存器，接收的数
15、据存放在 VB2000 开始的区域，测试截图结果如下。图 22 FC03 功能码数据交换5.4 FC04 功能码CP341 从站的通讯区域配置图 23 FC04 参数组态界面FC04 对应的数据区为寄存器输入，数据的传递也以字为单位，只读操作，用户地址区3xxxx，Modbus 地址在信息传送中从 0 开始。如上图，左边为信息传递地址，右边对应的是 S7-300 的数据区，左边传输地址不可改，右边只对应一个数据区。例如用户地址区为 30001 30004，对应 S7-300 数据区为 DB1.DBW0 DB1.DBW6，并且以此为例说明 FC04 功能码的通讯。S7-200 主站程序调用图 2
16、4 功能码 FC04 使用S7-200 主站，用功能码 FC04 读取从站 4 个字输入寄存器，接收的数据存放在 VB2000 开始的区域，测试截图结果如下。图 25 FC04 功能码数据交换5.5 Limits 栏图 26 Limits 参数组态界面对于写功能码 FC05、06 、15、16，可以禁用或限制访问相关 S7-300 存储区，即使用这些功能码时，S7-300 存储区需要在设定的最小和最大的范围之间，如果访问的区域超出这个范围，则访问会被拒绝，同时输出报错误信息。6. 总结本文档以 S7-200 为主站和 CP341 为从站简单介绍了 Modbus RTU 通讯，关于通讯的组态设置
17、，编程以及常用功能码的使用，其具体的使用可以作为西门子串行通讯模块与第三方的仪表、设备等进行串行通信的参考。7. 相关参考资料关于西门子串行通信应用的文档可以参考相关产品手册，或登录下载中心网站http:/ ， 搜索下载如下文档：A0006：串口通讯模块的信息与使用A0081：CP340/341/440/441 通讯及编程A0336：CP341 Modbus RTU 多站点轮询A0440：CP340/341 基于 ASCII 驱动协议的多站点轮询A0384：S7-300 CP341 作主 S7-200 作从的 Modbus 通信关键词CP341，Modbus RTU，功能码，S7-200图 4
18、 库存储区设置 Modbus 主站库支持的功能码和地址对应关系：Modbus 地址 读 / 写 Modbus 从站须支持的功能0000109999 读 功能 1：读输出点数字量输出 功能 5：写单个输出点写 功能 15：写多个输出点1000119999数字量输入 读 功能 2：读输入点3000139999输入寄存器 读 功能 4：读输入寄存器4000149999 读 功能 3：读保持寄存器保持寄存器 功能 6：写单个寄存器写 功能 16：写多个寄存器表 2 需要从站支持的功能4.1.2 S7-200 Modbus 主站编程编程时，使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的参数初始化
19、，详细见下表，参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。图 5 Modbus RTU 主站初始化图中各参数含义如下编号符号/含义 说 明a EN / 使能 必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）。b Mode / 模式 为 1 时使能为 Modbus 协议；为 0 时恢复为 PPI 协议。c Baud / 波特率 支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。d Parity / 校验 校验方式选择：0无校验；1奇校验，2偶校验。e Timeout / 超时 主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000
20、 毫秒，允许设置的范围为 1-32767。这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。f Done / 完成位 初始化完成，此位会自动置 1。g Error / 错误位 初始化错误代码。表 3调用 Modbus RTU 主站读写子程序 MBUS_MSG，发送一个 Modbus 请求。图 6 调用 Modbus RTU 主站读写子程序图中各参数含义如下编号 符号/含义 说 明a EN / 使能 同一时刻只能有一个读写功能使能。b First / 读写请求位 每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。c Slave / 从站地址 可选择的范围 1247。d RW / 读写操作位 0读， 1写。选择读写的数
21、据类型：00001 至 0xxxx - 开关量输出10001 至 1xxxx - 开关量输入30001 至 3xxxx - 模拟量输入e Addr / 读写从站的数据地址40001 至 4xxxx - 保持寄存器。f Count / 数据的个数 通讯的数据个数（位或字的个数）。如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；g DaptPtr / 数据指针 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。h Done / 完成位 读写功能完成位。i Error / 错误代码 只有在 Done 位为 1 时，错误代码才有效。表 4从上图中可见，S7-200 作为 Modbus RTU 主站，波特率 9.6
22、Kb/s，偶校验，连接从站的站地址是3，数据存储区为 VB2000 开始的区域。4.2 CP341 做 Modbus 从站的硬件组态4.2.1 硬件组态图 7 S7-300 侧硬件组态4.2.2 设置 Modbus 参数图 8 消息桢字符结构按照上述操作设置参数，从上图可以看出，本例中的传输波特率 9.6Kb/s，1 位起始位，8 位数据位，偶校验位，1 位停止位，从站站地址是 3，主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。图 9 RS422/485 接口组态RS422/485 接口只能一个有效，接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。4.2.3 Modbus 驱动的下载当配置好
23、Modbus 通信的参数后，保存前需要向 CP341 下载 Modbus Slave 的驱动，一旦下载完成后无需再次下载。需要注意的是，在下载驱动时（可以在无 Dongle 情况下下载），需要将 CPU 停机，然后下载，操作过程如下所示。图 10 下载 Dongle 时，需要 CPU 停机图 11 从站驱动下载后结果4.2.4 CP341 做 Modbus 从站的编程从 Step7 软件下的 EXAMPLE 目录中，找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目，打开，然后将 Modbus 通讯模块 FB80 传递到用户项目中，打开路径如下所示。图 12 Modbus Sla
24、ve 例程打开路径OB1 中调用 FB80 编程如下：图 13 FB80 程序块调用CP 卡初始化正常后，CP_START ，CP_START_FM 和 CP_START_OK 为 1 信号，否则CP_START_ERROR 为 1，同时可以从 ERROR_NR 察看错误信息，也可以在硬件组态中在线后的CP341 的诊断缓冲区察看详细的错误信息，错误信息对照和处理方式可以参考S7-300 以用于 PtP CP Modbus 协议 RTU 格式 S7 的可装载驱动程序为从站的手册。FB80 的各参数含义如下LADDR 硬件组态中 CP341 的起始逻辑地址，本例中为 256START_TIMER
25、 初始化超时定时器，本例中为 T120START_TIME 初始化定时器时间，本例中为 5SOB_MASK I/O 访问错误屏蔽位，本例中为 True（I/O 访问错误已屏蔽）CP_START FB 初始化使能位，本例中为 M0.0CP_START_FM CP_START 初始化的上升沿位，本例中为 M0.1CP_NDR 从 CP 卡写操作位，本例中为 m0.2CP_START_OK 初始化完成且无错误，本例中为 M0.3CP_START_ERROR 初始化完成，但有错误，本例中为 M0.4ERROR_NR 错误号，本例中为 MW2ERROR_INFO 错误信息，本例中为 MW4表 55. 通讯测试Modbus RTU 格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的，在传输的过程中主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站，从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的，以下对现场常用的功能码进行分类测试，关于功能码的详细信息请参考手册。5.1 FC01/05/15 功能码CP341 从站的通讯区域配置
