1、 如何通过Modbus协议实现 S7-1200与S7-200通讯How to communication between S7-1200 and S7-200 with Modbus protocol Getting Started Edition(2010年1月) 目录 如何通过Modbus 协议实现 S7-1200 与S7-200通讯 1控制系统理2硬件需求 3软件需求 4组态 4.1 S7-1200作Modbus 主站， S7-200作Modbus 从站 4.2 S7-200作Modbus主站，S7-1200作Modbus 从站 附录推荐网址西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场
2、中有着广泛的应用，由于其性价比高，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与Modbus仪表（扫描枪、打印机等设备进行通讯。因为没有第三方Modbus仪表，这里就以 S7-200作为第三方的仪表为例介绍Modbus 通讯。1控制系统原理图1:通讯系统原理 2硬件需求S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU： 1）S7-1211C CPU。2）S7-1212C CPU。3）S7-1214C CPU。这三种类型的CPU最多都可以连接三个串口通信模版。本例中使用的PLC硬件为： 1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 ) 2） S7-1214C ( 6ES7 214
3、 -1BE30 -0XB0 ) 3) CM1241 RS485 ( 6ES7 241 -1CH30 -0XB0 )4） CPU224XP （6ES7 214-2AD23-0XB0）3软件需求 1) 编程软件Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0) 2）编程软件 STEP 7 MicroWIN； Modbus库软件选项包4组态我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和S7-200的Modbus 通信。 4.1 S7-1200作Modbus主站，S7-200作Modbus从站S7-1200作为Modbus主
4、站的配置步骤如下： 点击桌面上的“Totally Integrated Automation Portal V10”图标，打开如下图： 图2： 新建S7 -1200项目首先需要选择“Create new project”选项，然后在“Project name:”里输入Modbus_Master；在“Path：” 修改项目的存储路径为“C:”；点击“Create” ，这样就 IA&DT Service & Support Page 5-28 图2： 新建S7 -1200项目首先需要选择“Create new project”选项，然后在“Project name:”里输入 Modbus_Mast
5、er；在“Path：” 修改项目的存储路径为“C:”；点击“Create” ，这样就创建了一个文件 Modbus 的新项目。创建后的窗口如下图所示：图3 ： 新建项目后 点击门户视图左下角的“Project View”切换到项目视图下，如下图：图 4： 切换到项目视图打开后，在“Devices”标签下，点击“Add new device”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC_1”并在设备列表里选择 CPU 的类型。选择后如下图：图 5： PLC 硬件组态插入 CPU 后，点击 CPU 左边的空槽，在右边的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS485 模块，拖拽或双击此模
6、块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此 RS485 模块硬件接口参数，选择 RS485 模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口， 在属性窗口里有下面五个选项， “general”； “Port Configuration”；“Transmit message Configuration”；“Receive Message Configuration”；“IO Address/HW identify”。在“General”里包括了此模块的 “项目信息”；而在“Port Configuration”里可以对端口的进行参数配置， 波特率为：9600 ； 校验方式：无； 数据位
7、为：8 ； 停止位： 1； 硬件流控制：无；等待时间： 1ms设置参数如下图：图 6： RS485 端口配置在“Transmit message Configuration”和“Receive Message Configuration”里保持默认设置，在“IO Address/HW identify”里确认一下“ 硬件识别号 ”为11 。此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写Modbus通讯程序。在 PLC 中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”“Program block”“Add new block”在弹出的窗口中选择“Organizations Block(OB)”，然后
8、在其右边的窗口里选择“Startup”，去除“Symbolic Access Only”的选项勾。如下图所示：图 7： 添加启动 OB 块点击“ OK”后会打开此 OB块，然后在启动OB块里用MB_COMM_LOAD（注：MB_COMM_LOAD和MB_MASTER功能块是在“Project Library”下的“Library”选项卡里，如下图所示：）图8： Library调用后如下图所示：图 9： 调用 MB_COMM_LOAD 块在调用MB_COMM_LOAD功能块时，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下图： 图 10：创建背景数据块按上面的步骤在 OB1 中插入 MB_MASTE
9、R 功能块如下图：图 11：调用 MB_MASTER 块在插入功能块的过程，相应的生成MB_COMM_LOAD_DB和MB_MASTER_DB,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击PLC_1项目下的“Program Block”下的“Add new block”，在弹出的窗口中选择DB 类型为“Global DB”，并去掉“Symbolic access only”选项勾（这样可以对该DB块进行直接地址访问），并取名该DB块为MB_COMM_DB。建好这个DB块后，双击打开MB_COMM_DB预先定义数据区的大小，如下图所示： 图 12：数据区的定义完成数据区的定义后，接
10、下来就可以对MB_COMM_LOAD功能块和MB_Master 功能块进行参数赋值，赋值的参数见图9和图11。在上面的编程块里需要注意的是，在MB_MASTER功能块中的参数MB_ADDR参数是从站的Modbus的站地址。这里要读取的从站的站地址为2；关于MODE、DATA_ADDR、DATA_LEN可在下表中查看，DATA_PTR存放发送或接收到的数据。 表1：MB_MASTER Modbus功能表上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击 PLC_1 项目在弹出的菜单里选择“Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：图 13：编译项目编译且没有错误后就可以下载程
11、序到PLC中，同样右击PLC_1项目，在弹出的菜单选择“Download to Device”。S7-200 作为 Modbus 从站的配置步骤如下： 点击桌面上的“V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6”图标（因为STEP 7 MicroWIN安装时并没有安装Modbus 的库程序，所以 Modbus的库程序是需要单独安装的，安装后才可以在库程序中调用Modbus 的通讯功能块，关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的官方网站），打开后并编写Modbus从站程序如下图：图 14：S7-200 Modbus 从站编程在上面调用的是端口0的程序，所以在连接通讯线时，需要连接到端口0上
12、，编译并下载项目到S7-200的PLC 中。下载后运行PLC 。用DP电缆连接S7-1200与S7-200。在线监控 S7-200 中的程序，并监控变量表，修改 VB1000 到 VB1011 的值为 1 到12（VB1000 到 VB1011 对应的 Modbus 的地址为 40001-40006） 。监控到的值如下图所示：图 15：S7-200 监控变量值在线监控 S7-1200 变量表如下图：图 16：S7-1200 监控变量值4.2 S7-200作Modbus主站，S7-1200作Modbus从站S7-1200作为Modbus从站的配置步骤如下： 点击桌面上的“Totally Inte
13、grated Automation Portal V10”图标，打开如下图：图 17：S7-1200 监控变量值首先需要选择“Create new project”选项，然后在“Project name:”里输入 Modbus_Slave 在“Path：” 修改项目的存储路径为“C:Backup file”；点击 “Create”，这样就创建了一个文件Modbus_Slave 的新项目。创建后的窗口如下图所示：图 18： 新建项目后点击门户视图左下角的“Project View”切换到项目视图下，如下图：图 19：切换到项目视图打开后，在“Devices”标签下，点击“Add new devi
14、ce”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC_1”并在设备列表里选择 CPU 的类型。选择后如下图：图 20： PLC 硬件组态插入 CPU 后，点击 CPU 左边的空槽，在右边的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS485 模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此 RS485 模块硬件接口参数，选择 RS485 模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口， 在属性窗口里有下面五个选项， “general”； “Port Configuration”；“Transmit message Configuration”；“Receive
15、Message Configuration”；“IO Address/HW identify”。在“General”里包括了此模块的 “项目信息”；而在“PortConfiguration”里可以对端口的进行参数配置， 波特率为：9600 ； 校验方式：无； 数据位为：8 ； 停止位： 1；硬件流控制：无； 等待时间： 1ms 设置参数如下图： 图 21： RS485 端口配置在“Transmit message Configuration”和“Receive Message Configuration”里保持默认设置，在“IO Address/HW identify”里确认一下“ 硬件识别号
16、 ”为11 。此时，完成了硬件的组态，接下来需要编写Modbus通讯程序。在PLC中编写发送程序。在项目管理视图下双击“Device”“Program block”“Add new block”在弹出的窗口中选择“Organizations Block(OB)”，然后在其右边的窗口里选择“Startup”，去除“Symbolic Access Only”的选项勾。如下图所示：图22： 添加启动OB块点击“OK”后会打开此OB块，然后在启动 OB块里用MB_COMM_LOAD（MB_COMM_LOAD和MB_Slave功能块是在“Project Library”下的“Library”选项卡里，如
17、下图所示：） 图23： Library调用后如下图所示：图24： 调用MB_COMM_LOAD块在调用MB_COMM_LOAD功能块时，都会自动弹出创建相应背景数据块的界面，如下图： 图25：创建背景数据块按上面的步骤在 OB1 中插入 MB_Slave 功能块如下图：图 26：调用 MB_Slave 块在插入功能块的过程，相应的生成 MB_COMM_LOAD_DB 和 MB_Slave_DB,两个背景数据块。然后再创建一个发送或接收的数据缓冲区，点击 PLC_1 项目下的“Program Block”下的“Add new block”，在弹出的窗口中选择 DB 类型为“Global DB”，
18、并去掉“Symbolic access only”选项勾（这样可以对该DB 块进行直接地址访问），并取名该 DB 块为 MB_COMM_DB。建好这个 DB 块后，双击打开 MB_COMM_DB 预先定义数据区的大小，如下图所示： 图 27：数据区的定义完成数据区的定义后，接下来就可以对 MB_COMM_LOAD 功能块和 MB_SLAVE 功能块进行参数赋值，赋值的参数见图 24 和图 26。在上面的编程块里需要注意的是，在MB_SLAVE 功能块中的参数 MB_ADDR 参数是此从站的 Modbus 站地址。这里定义为此从站的站地址为 2；MB_HOLD_REG 是指向 Modbus 保持
19、寄存器 DB 的指针。保持寄存器 DB 必须为典型的全局 DB。MB_SLAVE 所提供给主站的功能见下表：表 3：MB_SLAVE Modbus 功能表 A表4：MB_SLAVE Modbus功能表B上面就完成了程序的编写，对项目进行编译；右击PLC_1项目在弹出的菜单里选择“Complies ALL”选项，这样就对硬件与软件进行编译，如下图：图28：编译项目编译且没有错误后就可以下载程序到PLC中，同样右击PLC_1项目，在弹出的菜单选择“Download to Device”。S7-200作为Modbus主站的配置步骤如下：点击桌面上的“V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6”
20、图标（因为STEP 7 MicroWIN安装时并没有安装Modbus 的库程序，所以 Modbus的库程序是需要单独安装的，安装后才可以在库程序中调用Modbus 的通讯功能块，关于库程序可以咨询西门子热线或访问西门子的官方网站） ，打开后并编写Modbus主站程序如下图：图29：S7-200 Modbus主站编程在上面调用的是端口0的程序，所以在连接通讯线时，需要连接到端口0上，编译并下载项目到S7-200的PLC 中。下载后运行PLC 。用DP电缆连接S7-1200与S7-200。在线监控S7-1200中的程序，并监控变量表，修改DB3.DBB0到DB3.DBB20的值为1到21（DB3.DBB0到DB3.DBB19对应的Modbus的地址为40001-40010）。监控到的值如下图所示： 图 30：S7-1200 监控变量值在线监控 S7-200变量表如下图：图31：S7-1200监控变量值从上面的变量监控表里可以看到VB420中没有数据，因为在主站的S7-200里的程序里只读取10个变量（即40001-40010）对应着的VB400-VB419，所以VB420的数据没有接收。
