產(chǎn)品詳情
湖南 長(zhǎng)沙 西門(mén)子 6ES7290-6AA30-0XA0 模塊 PLC
PTP 接線方式
CB 1241 RS485 接線 （6ES7 241 1CH30-1XB0）
CB1241 RS485 信號(hào)板(安裝在CPU機(jī)本體上) ，訂貨號(hào)為： 6ES7 241 1CH30-1XB0 接線如圖1
圖1 CB1241 RS485
注釋?zhuān)?3號(hào)針腳--RS485信號(hào) B(+) ；8號(hào)針腳--RS485信號(hào)A(-)；5號(hào)針腳--接屏蔽等電位點(diǎn)。
CM1241 RS232 接線 （6ES7 241-1AH30-0XB0)
CB1241 RS232 通訊模塊，訂貨號(hào)為： 6ES7 241 1AH30-0XB0 接線如圖2
圖2 CM1241 RS232
注釋?zhuān)?2號(hào)針腳--RS232 信號(hào)輸入接收。3號(hào)針腳--RS232 信號(hào)輸出發(fā)送。 5--接地等電位
CM 1241 RS422/485 接線 （6ES7 241-1CH31-0XB0)
CB1241 RS232 通訊模塊，訂貨號(hào)為： 6ES7 241 1CH31-0XB0 接線如圖3
圖2 CM1241 RS422/485
注釋?zhuān)?
RS422 接線方法： 2號(hào)與9號(hào)針腳 -- RS422 發(fā)送信號(hào)。 3號(hào)與8號(hào)針腳 -- RS422 接收信號(hào)；SHELL接屏蔽等電位點(diǎn) 。
RS485 接線方法：3號(hào)針腳--RS485信號(hào) B(+) ；8號(hào)針腳--RS485信號(hào)A(-) 1號(hào)針腳-電位點(diǎn)。
RS232、422及485 的通訊距離和終端電阻
- RS 232 通訊最長(zhǎng)距離為 10 米屏蔽電纜
- RS 422/R485 通訊最長(zhǎng)距離為 1000 米屏蔽電纜（取決于波特率及安裝終端電阻）
RS 485 終端電阻安裝方法及阻值大小,如圖4
串口通信編程
發(fā)送指令及發(fā)送完成位：
圖1. 發(fā)送完成位
接收指令及接收完成位：
圖2.接收完成位
字符串轉(zhuǎn)換
S7-1200字符串結(jié)構(gòu)：
| 總字符數(shù) | 當(dāng)前字符數(shù) | 字符1 | 字符2 | ...... | 字符256 |
如上面S7-1200字符串結(jié)構(gòu)，第一個(gè)字節(jié)是總字符數(shù)，第二個(gè)字節(jié)是當(dāng)前字符數(shù)，所以發(fā)送和接收真正的字符內(nèi)容都應(yīng)該從字符串的第三個(gè)字節(jié)開(kāi)始，因此發(fā)送和接收字符串都要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。
發(fā)送字符串轉(zhuǎn)換：
要將 DB3.DBB20 中的字符串發(fā)送出去，需要經(jīng)過(guò)下列轉(zhuǎn)換：
圖3. 發(fā)送字符串轉(zhuǎn)換
接收字符串轉(zhuǎn)換：
要將收到的字符串送入 DB3.DBB30 中需要進(jìn)行以下轉(zhuǎn)換：
圖4. 接收字符串轉(zhuǎn)換
輪詢編程
通信任務(wù)：
主站將 P#DB3.DBX20.0 中的字符串“西門(mén)子”（注意發(fā)送緩沖區(qū)由 P#DB3.DBX22.0 開(kāi)始，因?yàn)樽址皟蓚€(gè)字節(jié)分別是總字符數(shù)和當(dāng)前字符數(shù)）發(fā)送給從站的接收緩沖區(qū)P#DB3.DBX32.0；從站 P#DB3.DBX22.0 返回“博大精深”給主站 P#DB3.DBX32.0。
主站輪詢：
圖5. 主站輪詢
從站輪詢：
圖6. 從站輪詢
通信結(jié)果：
S7-1200 Modbus RTU 通信概述
Modbus具有兩種串行傳輸模式：分別為ASCII和RTU。Modbus是一種單主站的主從通信模式，Modbus網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主站存在，主站在Modbus網(wǎng)絡(luò)上沒(méi)有地址，每個(gè)從站必須有唯一的地址，從站的地址范圍為0 - 247，其中0為廣播地址，從站的實(shí)際地址范圍為1 - 247。
Modbus RTU通信以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸?shù)倪^(guò)程中Modbus RTU主站是主動(dòng)方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站，Modbus RTU從站返回響應(yīng)報(bào)文。
S7-1200以下模塊支持 Modbus RTU通信：
| 通信模塊/通信板 | 訂貨號(hào) |
| CM1241 RS232 | 6ES7 241-1AH32-0XB0 |
| CM1241 RS485 | 6ES7 241-1CH30-0XB0 |
| CM1241 RS422/485 | 6ES7 241-1CH32-0XB0 |
| CB 1241 RS485 | 6ES7 241-1CH30-1XB0 |
注意：
1. 使用通信模塊CM 1241 RS232作為Modbus RTU主站時(shí)，只能與一個(gè)從站通訊。
2. 使用通信模塊CM 1241 RS485作為Modbus RTU主站時(shí)，則允許建立最多與 32 個(gè)從站的通訊。
3. 使用通信板CB 1241 RS485時(shí)，CPU 固件必須為 V2.0 或更高版本，且使用軟件必須為STEP 7 Basic V11 或STEP 7 Professional V11 以上更高版本。
S7-1200 Modbus RTU 指令
隨著 TIA PORATL 軟件和 S7-1200 CPU 固件的不斷更新，S7-1200 Modbus RTU 指令也出現(xiàn)了不同的版本。 用戶需要根據(jù)使用的軟件和硬件，正確選擇使用符合要求的 S7-1200 Modbus RTU 指令來(lái)實(shí)現(xiàn) Modbus RTU 通信。
軟件，硬件要求和指令版本說(shuō)明如下。
軟件 STEP 7 V11 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令
軟件 STEP 7 V11版本開(kāi)始，可以從“指令”→“通信處理器”→“MODBUS”下直接調(diào)用 “MB_COMM_LOAD”和“MB_MASTER”或“MB_SLAVE”指令，如下圖1所示：
圖1 Modbus RTU指令
Modbus RTU指令有兩個(gè)版本：分別為V1 和V2。版本V1最初在 STEP 7 Basic V10.5 中提供；版本V2 在 STEP 7 Basic/Professional V11 中提供。
軟件 STEP 7 V13 SP1 中的 S7-1200 Modbus RTU 指令
TIA V13 SP1版本軟件中提供了2個(gè)版本的 Modbus RTU指令。如下圖 2 所示：
- 早期版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS (V2.2)）僅可通過(guò) CM1241 通信模塊或 CB1241 通信板進(jìn)行 Modbus RTU 通信。
- 新版本的 Modbus RTU 指令（圖2. 中 MODBUS(RTU) V3.0）擴(kuò)展了 Modbus RTU 的功能，該指令除了支持 CM1241 通信模塊、CB1241 通信板，還支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機(jī)架上的 PTP 通信模塊實(shí)現(xiàn) Modbus RTU 通信。
注意：新版本 Modbus RTU 指令的使用限制條件
新版本 Modbus RTU 指令通過(guò)CM1241通信模塊或CB1241通信板進(jìn)行Modbus RTU通信時(shí)，需要滿足如下條件：
a. S7-1200 CPU 的固件版本不能低于V4.1；
b. CM1241通信模塊 V2.1 以上或 CB1241。
圖2. 兩個(gè)版本 Modbus RTU 指令
常問(wèn)問(wèn)題：
S7-1200 是否支持 Modbus ASCII 通信模式？
西門(mén)子不提供支持上述通信模式的的現(xiàn)成指令，需要用戶自己用自由口模式編程。
Modbus RTU指令V1和V2兩個(gè)版本有什么區(qū)別？
Modbus RTU指令版本 V2 將參數(shù) “REQ” 和 “DONE” 添加到“MB_COMM_LOAD”指令。而且，“MB_MASTER”和“MB_SLAVE ”指令的“MB_ADDR ”參數(shù)現(xiàn)在允許一個(gè) UInt 值以進(jìn)行擴(kuò)展尋址。
同一CPU程序中是否可以同時(shí)使用V1和V2兩個(gè)不同版本的Modbus RTU指令？
不能在同一CPU 程序中同時(shí)使用V1（V1.x）和V2（V2.y）指令版本。用戶程序的 Modbus 指令必須具有相同的主版本號(hào)；主版本組內(nèi)的各個(gè)指令可具有不同的次版本號(hào)。
S7-1200 通信模塊CM1241是否可作為Modbus RTU主站或作為Modbus RTU從站？
對(duì)S7-1200 通信模塊CM1241組態(tài)并編程調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令，可將其設(shè)置為Modbus RTU通信模式。通過(guò)編程調(diào)用“MB_MASTER”指令，S7-1200 通信模塊CM1241可作為Modbus RTU主站，或調(diào)用“MB_SLAVE”指令，S7-1200 通信模塊CM1241可作為Modbus RTU從站。
注意：無(wú)論S7-1200 通信模塊CM1241作為Modbus RTU主站還是從站，都需要調(diào)用“MB_COMM_LOAD”指令進(jìn)行編程。
S7-1200 CM1241/CB1241 Modbus RTU 通信是否支持兩位停止位？
支持。
注意：S7-1200 CM1241/CB1241屬性里可以設(shè)置停止位， 但是該模塊用于 Modbus 通信時(shí)，此設(shè)置的停止位無(wú)效， 需要在 Modbus_Commload 指令的背景 DB 里 Static 修改 STOP_BITS停止位數(shù)值為 2。如下圖 3， 4所示：
圖3. CM1241 配置停止位參數(shù)
Modbus_Commload 指令的背景 DB 里 Static 修改 STOP_BITS停止位數(shù)值為 2（默認(rèn)值=1）
Modbus RTU新版本指令介紹
TIA V13 SP1版本軟件中提供了2個(gè)版本的Modbus RTU指令：
圖1. 兩個(gè)版本Modbus RTU指令
早期版本的Modbus RTU指令（圖1. 中 MODBUS (V2.2)）僅可通過(guò)CM1241通信模塊或CB1241通信板進(jìn)行Modbus RTU通信。
新版本的 Modbus RTU指令（圖1. 中 MODBUS(RTU) V3.0）擴(kuò)展了Modbus RTU的功能，該指令除了支持CM1241通信模塊、CB1241通信板，還支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機(jī)架上的PTP通信模塊實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信。
新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模塊如下圖2.所示：
圖2. 新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模塊
新版本Modbus RTU指令的使用
新版本Modbus RTU指令中包含Modbus RTU 主站指令和從站指令。本文以 CPU1217C+CM1241 RS422/485+ET200SP CM PTP 模塊為例，介紹新版本 Modbus RTU 指令主從通信的編程步驟。
其中CPU 機(jī)架CM1241 RS422/485作為Modbus RTU從站，分布式機(jī)架ET200SP 中 CMPTP 模塊作為Modbus RTU主站。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下：
圖3. Modubus RTU 網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)圖
本項(xiàng)目中使用到的硬件和軟件如下:
硬件：
① CPU1217C (訂貨號(hào)： 6ES7 217-1AG40-0XB0)，固件版本V4.1.3
② CM1241 RS422/485模塊 (訂貨號(hào)：6ES7 241-1CH32-0XB0)，固件版本V2.1
③ 24V 電源PS307（訂貨號(hào)：6ES7307-1KA02-0AA0）
④ ET200 SP IM155-6PN HF（訂貨號(hào)：6ES7155-6AU00-0CN0）
⑤ CM PTP模塊（訂貨號(hào)：6ES7137-6AA00-0BA0）
軟件：
① TIA V13 SP1 UP 9
1.設(shè)備組態(tài)
a.組態(tài)CM1241 RS422/485模塊
打開(kāi)設(shè)備視圖，添加S7-1200CPU，并在硬件目錄里找到“通信模塊”→“點(diǎn)到點(diǎn)”→“CM1241(RS422/485)”，拖拽此模塊至CPU左側(cè)即可，如下圖4.所示：
圖4. 添加 CM 1241 RS422/485模塊
注意：
固件版本>=V2.1 的CM 1241 RS422/485模塊，才支持新版本Modbus RTU指令。
接下來(lái)，在“設(shè)備視圖”中用鼠標(biāo)選中CM1241(RS422/485)模塊，在“屬性”→“端口組態(tài)”中配置此模塊硬件接口參數(shù)，
本例以傳輸率=9.6Kbps，奇偶校驗(yàn)=無(wú)奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位=8位字符，停止位=1為例。如CM 1241 端口組態(tài)設(shè)置如下圖5.所示：
圖5. CM1241 RS422/485 模塊端口組態(tài)
最后在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下硬件標(biāo)識(shí)符為269（該參數(shù)在程序編程中會(huì)被使用），如下圖6.所示：
圖6 硬件標(biāo)識(shí)符
另外，S7-1200 還提供了系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能，為了便于后續(xù)指令，建議使能該功能。在CPU “屬性”→“常規(guī)”→“系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器”使能系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能，如圖7. 所示。
圖7. 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器功能
b.組態(tài)ET200 SP CM PtP 模塊
(1)、插入一個(gè)ET200SP分布式站點(diǎn)。
打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)視圖并拖入一個(gè)ET200SP站點(diǎn)，并將其分配給相應(yīng)的IO 控制器（本例CPU1217C 為 IO 控制器），如圖8.所示。
圖8. 插入ET200SP站點(diǎn)
(2)、組態(tài)ET200SP 站點(diǎn)。
在ET200SP的"設(shè)備視圖"環(huán)境下，為ET200SP 站點(diǎn)添加信號(hào)、通信模塊和服務(wù)器模塊，在本例中只添加了CM PTP模塊和服務(wù)器模塊。
注意：
ET200SP站點(diǎn)中，服務(wù)器模塊是必須組態(tài)的。服務(wù)器模塊隨接口模塊一起采購(gòu)，無(wú)需單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)。
ET200SP接口模塊需要為其分配IP地址和Device Name， 有關(guān)ET200 SP 分布式IO 組態(tài)詳細(xì)步驟，請(qǐng)參考《ET200 SP 使用快速入門(mén)》，本例不再描述Profinet IO通信的相關(guān)設(shè)置與步驟。
《ET200 SP 使用快速入門(mén)》下載鏈接：
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/78304711
在ET200SP"設(shè)備視圖"中用鼠標(biāo)選中CM PTP，在“屬性”→“常規(guī)”→“接口”→“操作模式”中配置此模塊硬件接口參數(shù)，
本例設(shè)定“指定工作模式"："半雙工（RS485）2線制操作"；"接收線路的初始狀態(tài)"："無(wú)"。如下圖9.所示：
圖9. CM PTP 操作模式
接下來(lái)，在“屬性”→“常規(guī)”→“接口”→“端口組態(tài)”中配置此模塊端口組態(tài)參數(shù)，
本例設(shè)定"協(xié)議"："Freeport/Modbus"；"端口參數(shù)"設(shè)置：傳輸率=9.6Kbps，奇偶校驗(yàn)=無(wú)奇偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位=8位字符，停止位=1為例。端口組態(tài)設(shè)置如下圖10.所示：
圖10. CM PTP 端口組態(tài)
最后需要在“硬件標(biāo)識(shí)符”里確認(rèn)一下CM PTP 模塊硬件標(biāo)識(shí)符，該參數(shù)在程序編程中會(huì)被使用。
2.軟件編程
a.Modbus RTU 主站編程
Modbus RTU主站編程需要調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Master 指令，其中Modbus_Comm_Load 指令通過(guò) Modbus RTU 協(xié)議對(duì)通信模塊進(jìn)行組態(tài)，Modbus_Master 指令可通過(guò)由 Modbus_Comm_Load 指令組態(tài)的端口作為 Modbus 主站進(jìn)行通信， Modbus_Comm_Load 指令的 MB_DB 參數(shù)必須連接到 Modbus_Master 指令的（靜態(tài)）MB_DB 參數(shù)。
本例中分布式機(jī)架ET200SP 中 CM PTP 模塊作為Modbus RTU主站，其相關(guān)編程步驟如下：
(1)、OB1 中插入一個(gè)FC函數(shù)，并在函數(shù)中拖入Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Master 指令。如圖11. 所示
圖11. 拖入Modbus RTU 主站指令
Modbus_Comm_Load指令各參數(shù)意義如下表1所示：
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引腳 |
說(shuō)明
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|---|---|
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REQ |
上升沿觸發(fā)
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PORT |
通信端口的硬件標(biāo)識(shí)符
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BAUD |
波特率選擇：3600，6000，12000，2400，4800，9600，19200，38400，57600，76800，115200
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PARITY |
奇偶檢驗(yàn)選擇：0-無(wú)；1-奇校驗(yàn)；2-偶校驗(yàn)
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FLOW_CTRL |
流控制選擇：0-（默認(rèn)值）無(wú)流控制
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RTS_ON_DLY |
RTS延時(shí)選擇：0-（默認(rèn)值）
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RTS_OFF_DLY |
RTS關(guān)斷延時(shí)選擇：0-（默認(rèn)值）
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RESP_TO |
響應(yīng)超時(shí)： 默認(rèn)值 = 1000 ms。MB_MASTER 允許用于從站響應(yīng)的時(shí)間（以毫秒為單位）。 |
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MB_DB |
對(duì) Modbus_Master 或 Modbus_Slave 指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。 |
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DONE |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成并且沒(méi)有錯(cuò)誤，DONE 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 |
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ERROR |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成出錯(cuò)，則 ERROR 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 STATUS 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在 ERROR = TRUE 的周期內(nèi)有效。 |
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STATUS |
端口組態(tài)錯(cuò)誤代碼，請(qǐng)參考TIA 軟件在線幫助或S7-1200 系統(tǒng)手冊(cè)。
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表1 MB_COMM_LOAD指令參數(shù)意義
Modbus_Master指令各參數(shù)意義如下表2所示：
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引腳 |
說(shuō)明
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|---|---|
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EN |
使能端
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REQ |
TRUE = 請(qǐng)求向 Modbus 從站發(fā)送數(shù)據(jù) ，建議采用上升沿觸發(fā)
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MB_ADDR |
Modbus RTU從站地址。默認(rèn)地址范圍：0至247；擴(kuò)展地址范圍：0至65535。值0被保留用于將消息廣播到所有Modbus從站。 |
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MODE |
模式選擇： 指定請(qǐng)求類(lèi)型（讀取或?qū)懭耄?
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DATA_ADDR |
從站中的起始地址：指定Modbus從站中將供訪問(wèn)的數(shù)據(jù)的起始地址。
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DATA_LEN |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：指定要在該請(qǐng)求中訪問(wèn)的位數(shù)或字?jǐn)?shù)。
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DATA_PTR |
數(shù)據(jù)指針： 指向要進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入或數(shù)據(jù)讀取的標(biāo)記或數(shù)據(jù)塊地址。
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DONE |
完成位：上一請(qǐng)求已完成且沒(méi)有出錯(cuò)后，DONE 位將保持為 TRUE 一個(gè)掃描周期時(shí)間。
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BUSY |
FALSE – Modbus_Master 無(wú)激活命令: |
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ERROR |
對(duì) Modbus_Master 或 Modbus_Slave 指令的背景數(shù)據(jù)塊的引用。 |
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STATUS |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成并且沒(méi)有錯(cuò)誤，DONE 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 |
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ERROR |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成出錯(cuò)，則 ERROR 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 STATUS 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在 ERROR = TRUE 的周期內(nèi)有效。 |
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STATUS |
錯(cuò)誤代碼
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表2 Modbus_Master指令參數(shù)意義
注意：
①M(fèi)odbus_Comm_Load指令不建議在啟動(dòng)組織塊OB100中調(diào)用，建議在OB1中調(diào)用。Modbus_Comm_Load指令在OB1中調(diào)用時(shí)，其輸入位“REQ”需使用上升沿觸發(fā)，本例中該輸入位采用 “FirstScan” 系統(tǒng)存儲(chǔ)器位。
②Modbus_Comm_Load指令背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量“MODE”用于描述PTP模塊的工作模式，有效的工作模式包括：
- 0 = 全雙工 (RS232)
- 1 = 全雙工 (RS422) 四線制模式（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）
- 2 = 全全雙工 (RS 422) 四線制模式（多點(diǎn)主站，CM PtP (ET 200SP)）
- 3 = 全全雙工 (RS 422) 四線制模式（多點(diǎn)從站，CM PtP (ET 200SP)）
- 4 = 半雙工 (RS485) 二線制模式
該靜態(tài)變量“MODE”默認(rèn)數(shù)據(jù)為0（RS232 全雙工模式），需要根據(jù)CM PTP模塊實(shí)際組態(tài)修改該數(shù)值，本例中CM PTP模塊工作在RS485半雙工模式需要將該數(shù)值修改為4，如圖12.所示。
圖12. Modbus_Comm_Load背景數(shù)據(jù)塊靜態(tài)變量“MODE”修改為4
③Modbus_Master指令的“DATA_PTR”參數(shù)用于指向要進(jìn)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入或數(shù)據(jù)讀取的數(shù)據(jù)區(qū)域地址，該數(shù)據(jù)區(qū)域支持優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊或者非優(yōu)化（標(biāo)準(zhǔn)的）數(shù)據(jù)塊，建議采用非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊。
本例中使用的數(shù)據(jù)區(qū)為非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊，在數(shù)據(jù)塊的屬性中取消“優(yōu)化的塊訪問(wèn)”即可將數(shù)據(jù)塊修改為非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊（鼠標(biāo)右鍵數(shù)據(jù)塊，選擇“屬性”，取消“優(yōu)化的塊訪問(wèn)”），如圖13. 所示。
圖13. 設(shè)置數(shù)據(jù)塊為非優(yōu)化訪問(wèn)
當(dāng)Modbus_Master指令的“DATA_PTR”指向非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊時(shí)，該輸入?yún)?shù)需要使用指針?lè)绞教顚?xiě)如P#DB3.DBX0.0 WORD 5 方式填寫(xiě)。
④當(dāng)Modbus RTU網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)modbus RTU從站或一個(gè)modbus RTU從站同時(shí)需要讀操作和寫(xiě)操作，則需要調(diào)用多個(gè)Modbus_Master指令，Modbus_Master指令之間需要采用輪詢方式調(diào)用。
下圖14. 用于描述兩個(gè)Modbus_Master指令輪詢調(diào)用的方式。
圖14.Modbus_Master輪詢調(diào)用方式
(2)、插入"Pull or plug of modules" 中斷OB83。
本例中Modbus RTU主站模塊安裝在分布式IO站點(diǎn)上，因此程序中需要考慮分布式IO站點(diǎn)故障、CM PTP 模塊插拔模塊等故障。
分布式IO站點(diǎn)中插出、拔入模塊時(shí)，操作系統(tǒng)都會(huì)調(diào)用一次OB83。通過(guò)OB83接口區(qū)的輸入變量“16#Event_Class”判斷故障的模塊和類(lèi)型：事件類(lèi)型16#39表示模塊被拔出，事件類(lèi)型16#38表示模塊被插入。
CM PTP 模塊被重新插入的時(shí)候，需要在中斷OB83中調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令對(duì)通信模塊進(jìn)行重新組態(tài)，如圖15. 所示。
圖15. OB83中再次調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令
注意：
①OB83 中調(diào)用Modbus_Comm_Load指令的背景數(shù)據(jù)塊需要與OB1中調(diào)用的Modbus_Comm_Load指令的背景數(shù)據(jù)塊相同。
②CM PTP模塊的硬件標(biāo)識(shí)符也可以在"PLC變量"--->"系統(tǒng)常數(shù)"中查詢，如圖16. 所示。
圖16. 系統(tǒng)常量
(3)、插入"Rack or Station failure" 中斷OB86。
分布式IO站點(diǎn)故障和恢復(fù)時(shí)，操作系統(tǒng)都會(huì)調(diào)用一次OB86。通過(guò)OB86接口區(qū)的輸入變量“16#Event_Class”判斷故障的模塊和類(lèi)型：事件類(lèi)型16#39表示站點(diǎn)故障，事件類(lèi)型16#38表示站點(diǎn)恢復(fù)。
CM PTP 模塊所在的IO站點(diǎn)恢復(fù)時(shí)，需要在中斷OB86中調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令對(duì)通信模塊進(jìn)行重新組態(tài)，如圖17. 所示。
圖17. OB86中調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令
注意：
①OB86 中調(diào)用Modbus_Comm_Load指令的背景數(shù)據(jù)塊需要與OB1中調(diào)用的Modbus_Comm_Load指令的背景數(shù)據(jù)塊相同。
②分布式IO 站點(diǎn)的硬件標(biāo)識(shí)符也可以在"PLC變量"--->"系統(tǒng)常數(shù)"中查詢。
b.Modbus RTU 從站編程
Modbus RTU從站編程需要調(diào)用Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Slave 指令，其中Modbus_Comm_Load 指令通過(guò) Modbus RTU 協(xié)議對(duì)通信模塊進(jìn)行組態(tài)，Modbus_Slave 指令可通過(guò)由 Modbus_Comm_Load 指令組態(tài)的端口作為 Modbus 從站進(jìn)行通信， Modbus_Comm_Load 指令的 MB_DB 參數(shù)必須連接到 Modbus_Slaver 指令的（靜態(tài)）MB_DB 參數(shù)。
本例中CPU 機(jī)架CM1241 RS422/485作為Modbus RTU從站，其相關(guān)編程步驟如下：
OB1 中插入一個(gè)FC函數(shù)，并在函數(shù)中拖入Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Slave 指令。如圖18. 所示
圖18. 拖入Modbus RTU 從站指令
Modbus_Slave指令各參數(shù)意義如下表3所示：
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引腳 |
說(shuō)明
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MB_ADDR |
Modbus 從站的標(biāo)準(zhǔn)尋址： |
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MB_HOLD_REG |
數(shù)據(jù)指針，指向Modbus 保持寄存器的地址， Modbus 保持寄存器可以為M存儲(chǔ)區(qū)或DB數(shù)據(jù)區(qū)。 |
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NDR
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可用的新數(shù)據(jù)：
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DR
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讀取數(shù)據(jù)：
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ERROR |
如果上一個(gè)請(qǐng)求完成出錯(cuò)，則 ERROR 位將變?yōu)?TRUE 并保持一個(gè)周期。 如果執(zhí)行因錯(cuò)誤而終止，則 STATUS 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在 ERROR = TRUE 的周期內(nèi)有效。 |
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STATUS |
錯(cuò)誤代碼
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表3 Modbus_Slave指令參數(shù)意義
注意：
①M(fèi)odbus_Comm_Load指令不建議在啟動(dòng)組織塊OB100中調(diào)用，建議在OB1中調(diào)用。Modbus_Comm_Load指令在OB1中調(diào)用時(shí)，其輸入位“REQ”需使用上升沿觸發(fā)，本例中該輸入位采用 “FirstScan” 系統(tǒng)存儲(chǔ)器位。
②Modbus_Comm_Load指令背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量“MODE”用于描述PTP模塊的工作模式，有效的工作模式包括：
- 0 = 全雙工 (RS232)
- 1 = 全雙工 (RS422) 四線制模式（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）
- 2 = 全全雙工 (RS 422) 四線制模式（多點(diǎn)主站，CM PtP (ET 200SP)）
- 3 = 全全雙工 (RS 422) 四線制模式（多點(diǎn)從站，CM PtP (ET 200SP)）
- 4 = 半雙工 (RS485) 二線制模式
該靜態(tài)變量“MODE”默認(rèn)數(shù)據(jù)為0（RS232 全雙工模式），需要根據(jù)CM1241 RS422/485模塊實(shí)際組態(tài)修改該數(shù)值，本例中CM1241 RS422/485模塊工作在RS485半雙工模式需要將該數(shù)值修改為4，如何修改“MODE”靜態(tài)變量見(jiàn)圖12.所示。③Modbus_Slave指令的“MB_HOLD_REG”用于指向Modbus 保持寄存器的數(shù)據(jù)區(qū)域地址，該數(shù)據(jù)區(qū)域支持優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊或者非優(yōu)化（標(biāo)準(zhǔn)的）數(shù)據(jù)塊，建議采用非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊。
本例中使用的數(shù)據(jù)區(qū)為非優(yōu)化訪問(wèn)的數(shù)據(jù)塊，固該輸入?yún)?shù)需要使用指針?lè)绞教顚?xiě)如P#DB6.DBX0.0 WORD 100 方式填寫(xiě)。
如何在數(shù)據(jù)塊的屬性中取消“優(yōu)化的塊訪問(wèn)”，見(jiàn)圖13. 所示。
將程序下載到PLC中，并使用Profibus DP通信電纜將CM1241 RS422/485與CM PTP串口模塊連接起來(lái)，即可測(cè)試Modbus RTU通信了。
3.常見(jiàn)問(wèn)題FAQ
1. 新版本 Modbus RTU指令的使用是否存在些限制條件?
新版本 Modbus RTU指令通過(guò)CM1241通信模塊或CB1241通信板進(jìn)行Modbus RTU通信時(shí)，需要滿足如下條件：
a. S7-1200 CPU 的固件版本不能低于V4.1；
b. CM1241通信模塊或CB1241通信板的固件不能低于V2.1。
S7-1200 V4.0 固件CPU可以通過(guò)固件更新到V4.1版本，V2.0固件的CM1241通信模塊也可以通過(guò)固件更新的方式更新到V2.1版本。
相關(guān)固件更新的方法請(qǐng)參考 S7-1200 固件更新 。
2 .Modbus_Comm_Load指令背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量“MODE”的作用是什么?為什么一般項(xiàng)目中，都需要對(duì)該變量進(jìn)行修改？
新版本的 Modbus RTU指令擴(kuò)展了Modbus RTU的功能，該指令除了支持CM1241通信模塊、CB1241通信板還支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機(jī)架上的PTP通信模塊實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信。
而分布式 I/O 機(jī)架上的PTP通信模塊可以支持多種工作模式，以ET200SP CM PtP模塊（訂貨號(hào)：6ES7137-6AA00-0BA0）為例，其可以支持RS232、RS485以及RS422等多種工作模式。
Modbus_Comm_Load指令背景數(shù)據(jù)塊中的靜態(tài)變量“MODE”則用于定義PTP模塊的工作模式。
“MODE”的默認(rèn)數(shù)值為0，代表“全雙工 (RS232)”工作模式，實(shí)際項(xiàng)目組態(tài)中則需要根據(jù)實(shí)際工作模式對(duì)該變量進(jìn)行修改。
3. Modbus_Comm_Load指令能否在啟動(dòng)組織塊OB100中調(diào)用?
Modbus_Comm_Load指令不建議在啟動(dòng)組織塊OB100中調(diào)用。新版本的Modbus RTU指令擴(kuò)展了Modbus RTU的功能，該指令支持 PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 機(jī)架上的PtP通信模塊實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通信。
操作系統(tǒng)需要調(diào)用讀取數(shù)據(jù)記錄和寫(xiě)入數(shù)據(jù)記錄等指令來(lái)實(shí)現(xiàn)與分布式I/O機(jī)架上PtP模塊的Modbus RTU通信。讀取數(shù)據(jù)記錄和寫(xiě)入數(shù)據(jù)記錄指令為異步讀寫(xiě)指令，指令的執(zhí)行需要N個(gè)掃描周期，所以不建議Modbus_Comm_Load指令在啟動(dòng)組織塊OB100中調(diào)用。
4. 如何查詢Modbus RTU通信錯(cuò)誤時(shí)的錯(cuò)誤代碼?
以Modbus_Master指令為例，當(dāng)通信出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，Modbus_Master指令的“ERROR”輸出位將變?yōu)?TRUE 但是只保持一個(gè)掃描周期，所以通過(guò)TIA 軟件程序監(jiān)控時(shí)無(wú)法查詢到錯(cuò)誤。
Modbus_Master指令“STATUS” 參數(shù)中的錯(cuò)誤代碼僅在“ERROR” = TRUE 的掃描周期內(nèi)有效，為了獲取了Modbus RTU通信錯(cuò)誤的錯(cuò)誤代碼我們可以采用下圖19. 方式編程。
