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SIMATIC S7-1200，數(shù)字輸出 SB 1222，4數(shù)字輸出，24V DC 200kHz

長沙玥勵(lì)自動(dòng)化設(shè)備有限公司（西門子系統(tǒng)集成商）長期銷售西門子S7-200/300/400/1200PLC、數(shù)控系統(tǒng)、變頻器、人機(jī)界面、觸摸屏、伺服、電機(jī)、西門子電纜等，并可提供西門子維修服務(wù)，歡迎來電垂詢 

串行通訊模塊基本信息介紹

CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是西門子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，這些模塊具有1個(gè)或2個(gè)（CP441-2）串行通訊接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）。您可以使用這些通訊模塊實(shí)現(xiàn)S7-300/400系統(tǒng)與其他串行通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，例如打印機(jī)、掃描儀、智能儀表、第三方MODBUS主從站、Data Highway、變頻器，USS站等。

1.1 產(chǎn)品訂貨信息

下表給出了常用串行通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息：

表1 串口通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息

說明：1、當(dāng)您要實(shí)現(xiàn)MODBUS或Data Highway通訊時(shí)，需要在CP341/CP441-2模塊上插入相應(yīng)協(xié)議的硬件狗，這里我們所提到的硬件狗、Dongle、協(xié)議驅(qū)動(dòng)或Loadable driver指的是同一個(gè)東西，如下圖：

圖1

2、MODBUS 是單主站結(jié)構(gòu)的串行通信協(xié)議，系統(tǒng)中只能夠有一個(gè)MODBUS主站，并且只能夠?qū)崿F(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3、一般來講，RS232C接口的通訊最大距離為15m，20mA-TTY接口的通訊最大距離為100m（主動(dòng)模式）/ 1000m（被動(dòng)模式），RS422/485接口的通訊最大距離位1200m。

4、Serial CPs模塊可以同時(shí)與多臺串行通訊設(shè)備進(jìn)行通訊，如同時(shí)連接多個(gè)變頻器、多個(gè)智能儀表等，如果您采用ASCII 通訊方式，需要人為地定義數(shù)據(jù)幀格式，可以在發(fā)送的數(shù)據(jù)包中包括站號、數(shù)據(jù)區(qū)、讀寫指令等信息，供Serial CPs 模塊所連接的從站設(shè)備鑒別數(shù)據(jù)包是發(fā)給哪個(gè)站的，以及該數(shù)據(jù)包是對那個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行的讀或?qū)憽?

5、串行通訊模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三種電氣接口類型，如果您想實(shí)現(xiàn)串口的光纖通訊，只能在電子市場上購買第三方制造的電氣與光纜的轉(zhuǎn)換設(shè)備，西門子不提供該類設(shè)備。

1.2 常用文檔的下載鏈接

您可通過以下步驟獲取您所需的文檔：
－請登陸網(wǎng)站：http://www.ad.siemens.com.cn/Service/
－在頁面左側(cè)列表中點(diǎn)擊鏈接：產(chǎn)品支持
－在新窗口右上角的搜索欄中輸入“<關(guān)鍵字>”，并搜索
－搜索結(jié)束后在窗口右側(cè)列表中點(diǎn)擊“只搜索手冊/操作指南、只搜索證書、只搜索證
書、只搜索FAQ常問問題只搜索更新信息”
－最后列表中名為“<文檔名稱>”的條目即為您所需的文檔。

常用文檔的下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)資料：
S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊：1109582
SIMATIC S7-300 CPU 31xC 和 CPU 31x：技術(shù)規(guī)格：12996906
CP340 使用手冊：1137332
CP341使用手冊：1117397
CP440使用手冊：2042641
CP441使用手冊：1137419
ET200S串行接口模塊手冊：9260793
MODBUS RTU主站手冊：1220184
MODBUS RTU從站手冊：1218007
CP 340 PtP 打印功能手冊：16527390
CP341 Loadable Modbus ASCII driver (Master)
25362836
Manual for CP341 Loadable Modbus ASCII Slave Driver
25380100
SIMATIC Data Highway (DF1) 參考手冊 : 1218110
關(guān)于西門子串行通信應(yīng)用的文檔可以參考相關(guān)產(chǎn)品手冊，或登錄下載中心網(wǎng)站http://www.ad.siemens.com.cn/download/ ， 搜索下載如下文檔：

表2 串行通信應(yīng)用文檔列表

常用的驅(qū)動(dòng)軟件下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)軟件：
PTP協(xié)議軟件包：SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11下載鏈接：27013524
MODBUS主站驅(qū)動(dòng)：27774018
MODBUS從站驅(qū)動(dòng)：27774276
MODBUS ASCII驅(qū)動(dòng)：25356060
ET200S 1SI 串行接口模塊的功能塊、樣例和用戶手冊：
25358470
可裝載驅(qū)動(dòng)CP PtP Data Highway DF1 V1.0.1：
8715118
 

2、CP340/CP341調(diào)試步驟

在您的計(jì)算機(jī)上首先安裝 STEP7 軟件和 CP340/CP341 模塊的軟件驅(qū)動(dòng)程序（SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1），模塊驅(qū)動(dòng)程序包括：對 CP340/CP341 進(jìn)行參數(shù)化的組態(tài)界面（在 STEP7 的硬件組態(tài)界面下可以打開）、用于串行通訊的功能塊以及模塊不同應(yīng)用方式的例子程序。光盤上模塊手冊的附錄B中說明了 CP 模板通訊口的針腳定義。
下面簡要描述了 CP340/CP341 應(yīng)用 ASCII 或 MODBUS 協(xié)議的調(diào)試過程，詳細(xì)的模塊使用請參考相應(yīng)模塊的手冊或參考下載中心應(yīng)用文檔，參見本文“1.2 常見文檔的下載鏈接”下載相關(guān)資料。

2.1模塊參數(shù)化

在硬件組態(tài)窗口中雙擊 CP 模板，打開 CP 模板的屬性窗口，請記錄下模板的硬件地址，在編寫通訊程序時(shí)，你需要該地址參數(shù)。

圖 2

點(diǎn)擊屬性窗口上的 Parameters 按鈕，選擇你所要使用的通訊協(xié)議，這里我們選用 ASCII 協(xié)議，雙擊信封圖標(biāo)。

圖 3

彈出 ASCII 協(xié)議通訊參數(shù)設(shè)置窗口，這里我們使用默認(rèn)值：9600 bit/s，8 data bits，1 stop bit，even parity。對您的硬件組態(tài)存盤編譯，下載硬件組態(tài)，如果此時(shí)SF燈亮，請將通訊電纜與另一個(gè)通訊伙伴進(jìn)行連接后，SF燈熄滅，說明硬件組態(tài)正確。

2.2 編寫通訊程序

在安裝完 CP341的驅(qū)動(dòng)程序，MODBUS 主站軟件，MODBUS 從站軟件等 3 個(gè)軟件后，你可以在目錄….\Siemens\STEP7\Examples 當(dāng)中找到關(guān)于 CP341 的串口通訊和 MODBUS 通訊的例子程序，通過在 STEP7 軟件的 SIMATIC Manager 下打開例子程序。

圖 4

你可以使用 CP341 串口例子程序中 3964(R) 站 中的程序塊實(shí)現(xiàn) ASCII 通訊協(xié)議。打開 CPU 站下的 Blocks 文件夾，復(fù)制所有的程序塊（除了 system data）到你的項(xiàng)目當(dāng)中，只要作一些簡單的參數(shù)修改，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通訊了，如果你的 CP340/CP341 的硬件地址與例子程序當(dāng)中的不同，那么你應(yīng)當(dāng)修改相應(yīng)程序塊 LADDR 參數(shù)，并與 CP340/CP341 模塊實(shí)際的硬件組態(tài)地址值相同。修改后，下載程序塊，將 CPU 切換至運(yùn)行狀態(tài)，CP340/CP341 開始循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，您可與看到 “TxD”燈閃爍。
調(diào)用 FB7/FB8 (CP341) 或 FB2/FB3 (CP340) 實(shí)現(xiàn)模塊的字符收發(fā)功能：

圖 5

下圖顯示了調(diào)用 FB7/FB8 實(shí)現(xiàn)通訊功能，在線監(jiān)視的狀態(tài)：

圖 6

注意這里一定要將 M20.0 和 M30.0 使能位置為TRUE，同時(shí)在您的程序中插入接收數(shù)據(jù)區(qū) DB1 和發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB2 。
調(diào)試CP340/CP341 的一個(gè)基本方法是采用 PC 機(jī)上的串口通訊調(diào)試軟件。Windows 系統(tǒng)自帶的超級終端 ( Hyper Terminal ) 軟件是一個(gè)非常方便的串口調(diào)試工具。用電纜將CP340/CP341 的通訊口和 PC 機(jī)的 Com 口（RS232C）連接起來，如果你采用的是 RS485/422 或 20mA-TYY 接口的模塊，那還需在中間加一個(gè) RS485??RS232 或20mA-TYY ??RS232 信號轉(zhuǎn)換器，打開超級終端的路徑如下圖：

圖 7

您打開超級終端軟件后，定義連接的名稱，確定通訊端口以及串口通訊的屬性（波特率、數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)、校驗(yàn)類型、流控類型等），界面如下列圖：

圖 8

這里請您注意，如果您是用的是其他COM口，請根據(jù)實(shí)際連接的COM口進(jìn)行選擇，波特率、數(shù)據(jù)位，奇偶校驗(yàn)位，停止位，流控要與CP340/CP341組態(tài)時(shí)設(shè)定的值一致，起始位為1位，停止位可設(shè)定為1/2位，但必須是1，不能修改。

2.3 MODBUS 從站調(diào)試
首先需要在CP模塊上插入MODBUS 從站Dongle，然后安裝MODBUS 從站驅(qū)動(dòng)軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，在您的項(xiàng)目中組態(tài)MODBUS從站，雙擊CP341模塊，在模塊的屬性窗口中點(diǎn)擊Parameter按鈕，選擇MODBUS從站協(xié)議：

圖 9

將您的PC和PLC連接起來，PLC上電，點(diǎn)擊Load Drivers圖標(biāo)，彈出裝載驅(qū)動(dòng)窗口。

圖 10

點(diǎn)擊Load Drivers按鈕，完成從站驅(qū)動(dòng)安裝過程，進(jìn)行MODBUS 驅(qū)動(dòng)裝載的時(shí)候，PLC必須處于STOP狀態(tài)。在點(diǎn)擊信封圖標(biāo)，打開MODBUS 從站參數(shù)窗口。

圖 11

默認(rèn)從站地址222，然后在設(shè)定MODBUS從站的Function Code地址與PLC中M、I、Q等地址的對應(yīng)關(guān)系。

圖 12

以上所設(shè)定的參數(shù)含義是MODBUS主站讀從站的前256個(gè)位（00001-00256）對應(yīng)S7300站中MB0-MB31中的數(shù)據(jù)，主站讀從站第257個(gè)到512個(gè)位對應(yīng)QB0-QB31。
> Function Code 01,05,15 對應(yīng)M，Q，T，C等數(shù)據(jù)區(qū)，可讀可寫，具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定。
> Function Code 02對應(yīng)M，I數(shù)據(jù)區(qū)，只讀,具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定。
> Function Code 03,06,16 對應(yīng)DB區(qū)，可讀可寫，在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定對應(yīng)的DB塊。
> Function Code 04 對應(yīng)DB區(qū)，只讀，在MODBUS 從站組態(tài)時(shí)設(shè)定對應(yīng)的DB塊。
在STEP7的SIMATIC Manager中打開MODBUS 從站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，修改OB1當(dāng)中的Network1里的LADDR參數(shù)，與您模塊的實(shí)際硬件地址相同，將blocks文件夾下載到PLC當(dāng)中，CPU運(yùn)行，對M180.0和M180.5置位，就可以在MODBUS 主站上得到數(shù)據(jù)了，這里您需要注意S7 PLC與MODBUS 主站之間的數(shù)據(jù)地址對應(yīng)關(guān)系，MODBUS從站手冊中包括了相關(guān)信息，通過上面的下載路徑，您可以下載到該手冊。
WinCC 作為MODBUS 主站，進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)讀取時(shí)，Tag的類型應(yīng)當(dāng)選為浮點(diǎn)數(shù)32位，注意地址偏移為 32的整數(shù)倍＋1（即33、65、97），如果采用選用Input Bits/Output Bits方式讀寫（Function Code 01,02），在PLC當(dāng)中應(yīng)當(dāng)將一個(gè)字的高低8位進(jìn)行對調(diào)。如果選用Input Words/Output Words方式讀寫（Function Code 03,04），在PLC當(dāng)中將一個(gè)雙字的高低16位進(jìn)行對調(diào)，S7200 MODBUS 程序塊的浮點(diǎn)數(shù)處理存在誤差，大致在0.5%左右。

2.4 MODBUS 主站調(diào)試
首先需要在CP模塊上插入MODBUS主站Dongle，然后安裝MODBUS 主站軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，MODBUS主站驅(qū)動(dòng)的裝載過程與從站相同。
在STEP7的SIMATIC Manager中打開MODBUS主站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，DB42是MODBUS 發(fā)送到到從站的數(shù)據(jù)區(qū)，該DB區(qū)第一個(gè)字節(jié)位從站的站地址，第二個(gè)字節(jié)為Function Code值，代表指令的讀寫功能和數(shù)據(jù)區(qū)，第三個(gè)字節(jié)和第四個(gè)字節(jié)所組成的整數(shù)代表所讀數(shù)據(jù)區(qū)的地址偏移量，第五個(gè)字節(jié)和第六個(gè)字節(jié)所組成的整數(shù)代表總共要讀寫多少位數(shù)據(jù)，注意該數(shù)值必須在1－2040范圍內(nèi)，否則發(fā)送
指令不執(zhí)行。下圖說明了DB42前幾個(gè)字節(jié)所代表的含義。

圖 13

第一個(gè)字節(jié)說明從站站號為5，第二個(gè)字節(jié)說明Function Code為1，第三個(gè)字節(jié)和第四個(gè)字節(jié)中的字說明讀從站地址偏移40位（5個(gè)字節(jié)）的數(shù)據(jù)區(qū)，第五個(gè)字節(jié)和第六個(gè)字節(jié)中的整數(shù)說明讀取16位的數(shù)據(jù)，即一個(gè)整數(shù)。這些信息您可以在MODBUS 主站手冊的第五章中獲取，通過上面的下載路徑，您可以下載到該手冊。
 

3、Serail CPs 常見問題查看鏈接

3.1 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 技術(shù)數(shù)據(jù)

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 哪些模塊支持軟冗余？
> S7-300 / S7-400 的CP可以支持哪些點(diǎn)對點(diǎn)的通訊協(xié)議，從哪里可以獲得更多詳細(xì)信息？
> CP340-功能
> 通信模版 CP 340 / CP 341 / CP 440 / CP 441 的 RS 485/X.27 接口電平是如何定義的？
> CP441 功能
> CP341功能
> 適于S7-400 PtP通信的可能的波特率
> 可集中插入的 CP 340 的最大數(shù)量
> CP 341 根據(jù)所用接口可以支持的傳輸速率

鏈接如下：23035635

3.2 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 系統(tǒng)描述 (協(xié)議)

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> S7-300/400 CPU 和通信處理器 (CP) 支持哪些連接/協(xié)議？
> CP441-1 和 CP441-2 間的區(qū)別在哪里？
> Which Details does Technical Support need regarding Inquiries on SIMATIC for S5 / S7 Point to Point communication
> RK512協(xié)議提供怎樣的特殊特點(diǎn)、屬性及優(yōu)點(diǎn)？
> Data Highway 協(xié)議有哪些屬性，優(yōu)勢和特點(diǎn)?
> ASCII 協(xié)議有什么屬性，優(yōu)點(diǎn)以及特殊性能？
> 3964 (R) 具有哪些屬性、優(yōu)點(diǎn)和特殊性能？
> Modbus 協(xié)議的屬性，優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)?

鏈接如下：27072372

3.3 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 初始化和參數(shù)化模塊

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 加載系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤消息窗口
> CP 441: Timeout during load process
> 為了在使用 ET200S 1SI 模塊時(shí)可以與多個(gè)從站通信，需要對例子程序“USS Protocol”做哪些修改？
> 在 PROFIBUS DP，PROFINET IO 網(wǎng)絡(luò)中或使用 IE/PB link 時(shí)哪些硬件/接口可以支持使用 PtP 通信模塊 CP340、CP341 以及 ET 200S 1SI 模塊？
> 哪些CPU可以更改CP340和CP341模塊的邏輯地址？

鏈接如下：24484086

3.4 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 建立 RK-512 / 3964R 連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 在通過RK512與S7有鏈接的情況下，SFB12 (BSEND)和SFB13 (BRCV)上的參數(shù) R_ID
> 點(diǎn)到點(diǎn)互連S7-400 / CP 441
> 使用 3964(R) 和 RK512協(xié)議的4 線模式
> 協(xié)議 3964(R)和RK 512 之間的區(qū)別？
> 在 S7 和 S5 或者第三方設(shè)備之間使用 RK512 通信時(shí)應(yīng)該注意什么？
> 對一個(gè)用CP340 和 3964R協(xié)議的點(diǎn)到點(diǎn)連接進(jìn)行參數(shù)化和編程
> 當(dāng)應(yīng)用 RK512 協(xié)議與 S5 或其它系統(tǒng)連接時(shí)如何設(shè)置 SFB12 (B-SEND) 的 R-ID 參數(shù)？

鏈接如下：24415918

3.5 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 加載驅(qū)動(dòng)程序

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 從V3.0版起，Modbus驅(qū)動(dòng)提供了哪些新功能？
> 與SIMATIC S7-318 CPU一起使用的CP341中的傳輸時(shí)間是多大？
> 當(dāng)Modbus S7-300 CP341為從站時(shí)，編程其通信塊時(shí)應(yīng)注意些什么？
> 如何下載一個(gè)像“Modbus Master(RTU)” 這樣的加載驅(qū)動(dòng)程序到 CP341 模塊中，使它通過一個(gè) ET 200M 模塊連接一套 S7-400 H 系列的 PLC？
> 可為CP 341和CP 441-2的通信處理器裝載哪些驅(qū)動(dòng)？

鏈接如下：21956444

3.6 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 設(shè)置打印機(jī)協(xié)議

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 配置"CP 340 RS232C"打印工作應(yīng)注意什么
> 通過串行接口輸出字符串

鏈接如下：24417010

3.7 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“ASCII”協(xié)議建立連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> End-of-text characters with CP441
> Terminal on CP
> S7-300/400通訊模塊ASCII驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)傳送
> CP340/CP341/CP 441字符串的傳送

鏈接如下：24433579

3.8 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“MODBUS”協(xié)議建立連接

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 沒有和 CPU 建立在線連接的時(shí)候，如何保存可裝載驅(qū)動(dòng)程序的 CP341 組態(tài)信息？
> Mode bus link with interface modules RS 232C, TTY, X27 (RS 422/485)

鏈接如下：24433023
 

3.9 Serial CPs -- 安裝和參數(shù)化硬件 -- 組件連接和配線

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> 如何通過 TTY(20mA) 接口實(shí)現(xiàn) CP 340， CP 341 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接？
> 如何通過 RS 232 C 接口將 CP 340, CP 341 或 CP 441 連接至通信伙伴？
> 如何通過 RS 422/485 接口（X27 接口）實(shí)現(xiàn) CP 340，CP 341，CP440 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接?
> 與 PC/PG 的 9 針 COM2 接口相比，通信模塊 CP340， CP341 以及 CP441 的 RS232C 接口管腳是怎樣定義的？
> 其它廠商的 RS 422/485 接口管腳名稱是怎樣與西門子RS422/485 接口相對應(yīng)的？

鏈接如下：23411751

3.10 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 使用“Data Highway”協(xié)議建立連接
本主題內(nèi)容包括：使用可裝載驅(qū)動(dòng)的Allen Bradley Data Highway協(xié)議時(shí)，如何設(shè)置發(fā)送任務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以及哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行報(bào)文接收？
鏈接如下：24518926

3.11 Serial CPs -- 產(chǎn)品信息 -- 訂貨數(shù)據(jù)和目錄信息

本主題包括如下幾方面內(nèi)容：
> CP 341 / CP 441-2 的MODBUS軟件許可證？
> CP 341-RS 232C 用的 RS 232C 接口的連接線

鏈接如下：23034542

3.12 Serial CPs -- 通信組態(tài)和編程 -- 組態(tài)連接

1. 概述
在現(xiàn)場應(yīng)用中，很多儀表和設(shè)備僅支持Modbus RTU的通訊協(xié)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(kuò)展該協(xié)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(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站，CP341作為Modbus 從站，實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊，闡述兩者在通訊方面的設(shè)置和注意事項(xiàng)。

2. 軟件環(huán)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(qū)動(dòng)程序，安裝此驅(qū)動(dòng)后才能對PtP模板進(jìn)行參數(shù)配置，并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊。此驅(qū)動(dòng)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(shí)，需要安裝此驅(qū)動(dòng)協(xié)議，但安裝之前必須先安裝PtP Driver，此驅(qū)動(dòng)可以在購買Modbus Dongle時(shí)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(fèi)下載，也可以從以下的鏈接下載。
http://www.ad.siemens.com.cn/download 網(wǎng)站 自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件，文檔編號S0002。

2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200實(shí)現(xiàn)Modbus RTU功能，可以使用Modbus的指令庫，要使用西門子的標(biāo)準(zhǔn)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(guān)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(wǎng)站 自動(dòng)化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件，文檔編號S0010。

3. 硬件列表和接線

3.1 硬件列表

表1 硬件設(shè)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(shè)備的接口引腳的示意圖如下所示，更詳細(xì)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(jié)構(gòu)和接線示意圖

4. 組態(tài)設(shè)置和編程

4.1 S7-200做Modbus主站的設(shè)置
S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485半雙工串行通信口，此串行字符通信的格式：1個(gè)起始位；7/8位數(shù)據(jù)位；1位奇/偶/無校驗(yàn)；1停止位。通信波特率可以設(shè)置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500，符合這些格式的串行通訊設(shè)備可以和S7-200進(jìn)行自由口通訊，Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實(shí)現(xiàn)的。

4.1.1 Modbus RTU主站庫

使用Modbus 主站指令庫時(shí)需要注意的幾點(diǎn)：

• 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(shù)據(jù)量為120個(gè)字（指每一個(gè) 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(shí)必須對庫存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行分配，見下圖設(shè)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(diào)用會(huì)報(bào)錯(cuò)。

圖4 庫存儲(chǔ)區(qū)設(shè)置

• Modbus主站庫支持的功能碼和地址對應(yīng)關(guān)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(diǎn)
  數(shù)字量輸出	寫	功能5：寫單個(gè)輸出點(diǎn)
  		功能15：寫多個(gè)輸出點(diǎn)
  10001~19999	讀	功能2：讀輸入點(diǎn)
  數(shù)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(gè)寄存器
  		功能16：寫多個(gè)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(shí)，使用SM0.0調(diào)用MBUS_CTRL完成主站的參數(shù)初始化，詳細(xì)見下表，參數(shù)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(shù)含義如下

表3

調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發(fā)送一個(gè)Modbus 請求。

圖6 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序

圖中各參數(shù)含義如下

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(yàn)，連接從站的站地址是3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)為VB2000開始的區(qū)域。

4.2 CP341 做Modbus 從站的硬件組態(tài)

4.2.1 硬件組態(tài)

圖7 S7-300側(cè)硬件組態(tài)

4.2.2 設(shè)置Modbus參數(shù)

圖8 消息楨字符結(jié)構(gòu)

按照上述操作設(shè)置參數(shù)，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(shù)據(jù)位，偶校驗(yàn)位，1位停止位，從站站地址是3，主從通訊設(shè)備的字符幀格式和波特率等參數(shù)設(shè)置需要一致。

圖9 RS422/485 接口組態(tài)

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

4.2.3 Modbus驅(qū)動(dòng)的下載
當(dāng)配置好Modbus通信的參數(shù)后，保存前需要向CP341下載Modbus Slave的驅(qū)動(dòng)，一旦下載完成后無需再次下載。
需要注意的是，在下載驅(qū)動(dòng)時(shí)（可以在無Dongle情況下下載），需要將CPU停機(jī)，然后下載，操作過程如下所示。

圖10 下載Dongle時(shí)，需要CPU停機(jī)

圖11 從站驅(qū)動(dòng)下載后結(jié)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(xiàng)目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的項(xiàng)目，打開，然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項(xiàng)目中，打開路徑如下所示。

圖12 Modbus Slave 例程打開路徑

OB1中調(diào)用FB80編程如下：

圖13 FB80程序塊調(diào)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(shí)可以從ERROR_NR察看錯(cuò)誤信息，也可以在硬件組態(tài)中在線后的CP341的診斷緩沖區(qū)察看詳細(xì)的錯(cuò)誤信息，錯(cuò)誤信息對照和處理方式可以參考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 協(xié)議RTU格式S7的可裝載驅(qū)動(dòng)程序?yàn)閺恼尽返氖謨浴?

FB80的各參數(shù)含義如下

表5

5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，在傳輸?shù)倪^程中主站是主動(dòng)方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請求報(bào)文到從站，從站返回響應(yīng)報(bào)文。Modbus 系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換是通過功能碼來控制的，以下對現(xiàn)場常用的功能碼進(jìn)行分類測試，關(guān)于功能碼的詳細(xì)信息請參考手冊。

5.1 FC01/05/15功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置

圖14 FC01/05/15 參數(shù)組態(tài)界面

FC01、FC05、FC15對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為位輸出，數(shù)據(jù)的傳遞以位為單位，可以讀寫操作，用戶地址區(qū)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(qū)不能沖突），右邊對應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應(yīng)用戶地址區(qū)為00001 ~ 00008，對應(yīng)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(diào)用

圖15 功能碼FC01使用

S7-200主站，用功能碼FC01讀取從站8點(diǎn)數(shù)字量輸出，接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域，測試截圖結(jié)果如下。

圖16 FC01功能碼數(shù)據(jù)交換

5.2 FC02功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置

圖17 FC02 參數(shù)組態(tài)界面

FC02對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為位輸出，數(shù)據(jù)的傳遞以位為單位，只讀操作，用戶地址區(qū)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(qū)不能沖突），右邊對應(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應(yīng)用戶地址區(qū)為10001 ~ 10008，對應(yīng)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(diào)用

圖18 功能碼FC02使用

S7-200主站，用功能碼FC02讀取從站8點(diǎn)數(shù)字量輸入，接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域，測試截圖結(jié)果如下。

圖19 FC02功能碼數(shù)據(jù)交換

5.3 FC03/06/16 功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置

圖20 FC03/06/16參數(shù)組態(tài)界面

FC03/06/16 對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為寄存器，數(shù)據(jù)的傳遞以字為單位，可以讀寫操作，用戶地址區(qū)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(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)，左邊傳輸?shù)刂凡豢筛?，右邊只對?yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。例如用戶地址
區(qū)為40001 ~ 40004，對應(yīng)S7-300數(shù)據(jù)區(qū)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(diào)用

圖21功能碼FC03使用

S7-200主站，用功能碼FC03讀取從站4個(gè)字寄存器，接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域，測試截圖結(jié)果如下。

圖22 FC03功能碼數(shù)據(jù)交換

5.4 FC04 功能碼
CP341從站的通訊區(qū)域配置

圖23 FC04參數(shù)組態(tài)界面

FC04對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)為寄存器輸入，數(shù)據(jù)的傳遞也以字為單位，只讀操作，用戶地址區(qū)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(yīng)的是S7-300的數(shù)據(jù)區(qū)，左邊傳輸?shù)刂凡豢筛?，右邊只對?yīng)一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)。例如用戶地址區(qū)為30001 ~ 30004，對應(yīng)S7-300數(shù)據(jù)區(qū)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(diào)用

圖24功能碼FC04使用

S7-200主站，用功能碼FC04讀取從站4個(gè)字輸入寄存器，接收的數(shù)據(jù)存放在VB2000開始的區(qū)域，測試截圖結(jié)果如下。

圖25 FC04功能碼數(shù)據(jù)交換

5.5 Limits 欄

圖26 Limits 參數(shù)組態(tài)界面

對于寫功能碼FC05、06、15、16，可以禁用或限制訪問相關(guān)S7-300存儲(chǔ)區(qū)，即使用這些功能碼時(shí)，S7-300存儲(chǔ)區(qū)需要在設(shè)定的最小和最大的范圍之間，如果訪問的區(qū)域超出這個(gè)范圍，則訪問會(huì)被拒絕，同時(shí)輸出報(bào)錯(cuò)誤信息。

6. 總結(jié)
本文檔以S7-200為主站和CP341為從站簡單介紹了Modbus RTU通訊，關(guān)于通訊的組態(tài)設(shè)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(shè)備等進(jìn)行串行通信的參考。

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