西门子天津（中国）授权 一级代理总代理

TIA V13 SP1版本软件中提供了2个版本的Modbus RTU指令：图1. 两个版本ModbusRTU指令早期版本的Modbus RTU指令（图1. 中 MODBUS(V2.2)）仅可通过CM1241通信模块或CB1241通信板进行Modbus RTU通信。新版本的 Modbus RTU指令（图1.中 MODBUS(RTU) V3.0）扩展了Modbus RTU的功能，该指令除了支持CM1241通信模块、CB1241通信板，还支持PROFINET 或 PROFIBUS 分布式 I/O 机架上的PTP通信模块实现Modbus RTU通信。新版本 ModbusRTU指令所支持的PTP模块如下图2.所示：图2. 新版本 Modbus RTU指令所支持的PTP模块 新版本ModbusRTU指令的使用新版本Modbus RTU指令中包含Modbus RTU 主站指令和从站指令。本文以 CPU1217C+CM1241RS422/485+ET200SP CM PTP 模块为例，介绍新版本 Modbus RTU 指令主从通信的编程步骤。其中CPU机架CM1241 RS422/485作为Modbus RTU从站，分布式机架ET200SP 中 CMPTP 模块作为ModbusRTU主站。网络结构图如下：图3. Modubus RTU 网络通信结构图本项目中使用到的硬件和软件如下:硬件：① CPU1217C(订货号：6ES7 217-1AG40-0XB0)，固件版本V4.1.3② CM1241 RS422/485模块 (订货号：6ES7241-1CH32-0XB0)，固件版本V2.1③ 24V 电源PS307（订货号：6ES7307-1KA02-0AA0）④ET200 SP IM155-6PN HF（订货号：6ES7155-6AU00-0CN0）⑤ CMPTP模块（订货号：6ES7137-6AA00-0BA0）软件：① TIA V13 SP1 UP 91.设备组态a.组态CM1241RS422/485模块打开设备视图，添加S7-1200CPU，并在硬件目录里找到“通信模块”→“点到点”→“CM1241(RS422/485)”，拖拽此模块至CPU左侧即可，如下图4.所示：图4.添加 CM 1241 RS422/485模块注意：固件版本>=V2.1 的CM 1241RS422/485模块，才支持新版本ModbusRTU指令。接下来，在“设备视图”中用鼠标选中CM1241(RS422/485)模块，在“属性”→“端口组态”中配置此模块硬件接口参数，本例以传输率=9.6Kbps，奇偶校验=无奇偶校验，数据位=8位字符，停止位=1为例。如CM1241 端口组态设置如下图5.所示：图5. CM1241 RS422/485模块端口组态Zui后在“硬件标识符”里确认一下硬件标识符为269（该参数在程序编程中会被使用），如下图6.所示：图6硬件标识符另外，S7-1200 还提供了系统和时钟存储器功能，为了便于后续指令，建议使能该功能。在CPU“属性”→“常规”→“系统和时钟存储器”使能系统和时钟存储器功能，如图7. 所示。图7. 系统和时钟存储器功能b.组态ET200 SPCM PtP 模块(1)、插入一个ET200SP分布式站点。打开网络视图并拖入一个ET200SP站点，并将其分配给相应的IO控制器（本例CPU1217C 为 IO 控制器），如图8.所示。图8. 插入ET200SP站点(2)、组态ET200SP站点。在ET200SP的"设备视图"环境下，为ET200SP 站点添加信号、通信模块和服务器模块，在本例中只添加了CMPTP模块和服务器模块。注意：ET200SP站点中，服务器模块是必须组态的。服务器模块随接口模块一起采购，无需单独购买。ET200SP接口模块需要为其分配IP地址和DeviceName， 有关ET200 SP 分布式IO 组态详细步骤，请参考《ET200 SP 使用快速入门》，本例不再描述ProfinetIO通信的相关设置与步骤。在ET200SP"设备视图"中用鼠标选中CMPTP，在“属性”→“常规”→“接口”→“操作模式”中配置此模块硬件接口参数，本例设定“指定工作模式"："半双工（RS485）2线制操作"；"接收线路的初始状态"："无"。如下图9.所示：图9.CM PTP操作模式接下来，在“属性”→“常规”→“接口”→“端口组态”中配置此模块端口组态参数，本例设定"协议"："Freeport/Modbus"；"端口参数"设置：传输率=9.6Kbps，奇偶校验=无奇偶校验，数据位=8位字符，停止位=1为例。端口组态设置如下图10.所示：图10.CM PTP 端口组态Zui后需要在“硬件标识符”里确认一下CM PTP模块硬件标识符，该参数在程序编程中会被使用。2.软件编程a.Modbus RTU 主站编程ModbusRTU主站编程需要调用Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Master 指令，其中Modbus_Comm_Load指令通过 Modbus RTU 协议对通信模块进行组态，Modbus_Master 指令可通过由 Modbus_Comm_Load指令组态的端口作为 Modbus 主站进行通信， Modbus_Comm_Load 指令的 MB_DB 参数必须连接到Modbus_Master 指令的（静态）MB_DB 参数。本例中分布式机架ET200SP 中 CM PTP 模块作为ModbusRTU主站，其相关编程步骤如下：(1)、OB1 中插入一个FC函数，并在函数中拖入Modbus_Comm_Load指令和Modbus_Master 指令。如图11. 所示图11. 拖入Modbus RTU主站指令Modbus_Comm_Load指令各参数意义如下表1所示：表1MB_COMM_LOAD指令参数意义Modbus_Master指令各参数意义如下表2所示：表2Modbus_Master指令参数意义注意：①Modbus_Comm_Load指令不建议在启动组织块OB100中调用，建议在OB1中调用。Modbus_Comm_Load指令在OB1中调用时，其输入位“REQ”需使用上升沿触发，本例中该输入位采用“FirstScan”系统存储器位。②Modbus_Comm_Load指令背景数据块中的静态变量“MODE”用于描述PTP模块的工作模式，有效的工作模式包括：0= 全双工 (RS232)1 = 全双工 (RS422) 四线制模式（点对点）2 = 全全双工 (RS 422)四线制模式（多点主站，CM PtP (ET 200SP)）3 = 全全双工 (RS 422) 四线制模式（多点从站，CM PtP(ET 200SP)）4 = 半双工 (RS485) 二线制模式该静态变量“MODE”默认数据为0（RS232全双工模式），需要根据CM PTP模块实际组态修改该数值，本例中CMPTP模块工作在RS485半双工模式需要将该数值修改为4，如图12.所示。图12.Modbus_Comm_Load背景数据块静态变量“MODE”修改为4③Modbus_Master指令的“DATA_PTR”参数用于指向要进行数据写入或数据读取的数据区域地址，该数据区域支持优化访问的数据块或者非优化（标准的）数据块，建议采用非优化访问的数据块。本例中使用的数据区为非优化访问的数据块，在数据块的属性中取消“优化的块访问”即可将数据块修改为非优化访问的数据块（鼠标右键数据块，选择“属性”，取消“优化的块访问”），如图13.所示。图13.设置数据块为非优化访问当Modbus_Master指令的“DATA_PTR”指向非优化访问的数据块时，该输入参数需要使用指针方式填写如P#DB3.DBX0.0WORD 5 方式填写。④当Modbus RTU网络中存在多个modbus RTU从站或一个modbusRTU从站同时需要读操作和写操作，则需要调用多个Modbus_Master指令，Modbus_Master指令之间需要采用轮询方式调用。下图14.用于描述两个Modbus_Master指令轮询调用的方式。图14.Modbus_Master轮询调用方式(2)、插入"Pull orplug of modules" 中断OB83。本例中ModbusRTU主站模块安装在分布式IO站点上，因此程序中需要考虑分布式IO站点故障、CM PTP模块插拔模块等故障。分布式IO站点中插出、拔入模块时，操作系统都会调用一次OB83。通过OB83接口区的输入变量“16#Event_Class”判断故障的模块和类型：事件类型16#39表示模块被拔出，事件类型16#38表示模块被插入。CMPTP 模块被重新插入的时候，需要在中断OB83中调用Modbus_Comm_Load 指令对通信模块进行重新组态，如图15.所示。图15. OB83中再次调用Modbus_Comm_Load 指令注意：①OB83中调用Modbus_Comm_Load指令的背景数据块需要与OB1中调用的Modbus_Comm_Load指令的背景数据块相同。②CMPTP模块的硬件标识符也可以在"PLC变量"--->"系统常数"中查询，如图16. 所示。图16.系统常量(3)、插入"Rack or Station failure"中断OB86。分布式IO站点故障和恢复时，操作系统都会调用一次OB86。通过OB86接口区的输入变量“16#Event_Class”判断故障的模块和类型：事件类型16#39表示站点故障，事件类型16#38表示站点恢复。CMPTP 模块所在的IO站点恢复时，需要在中断OB86中调用Modbus_Comm_Load 指令对通信模块进行重新组态，如图17.所示。图17. OB86中调用Modbus_Comm_Load 指令注意：①OB86中调用Modbus_Comm_Load指令的背景数据块需要与OB1中调用的Modbus_Comm_Load指令的背景数据块相同。②分布式IO站点的硬件标识符也可以在"PLC变量"--->"系统常数"中查询。b.Modbus RTU 从站编程ModbusRTU从站编程需要调用Modbus_Comm_Load 指令和Modbus_Slave 指令，其中Modbus_Comm_Load指令通过 Modbus RTU 协议对通信模块进行组态，Modbus_Slave 指令可通过由 Modbus_Comm_Load指令组态的端口作为 Modbus 从站进行通信， Modbus_Comm_Load 指令的 MB_DB 参数必须连接到Modbus_Slaver 指令的（静态）MB_DB 参数。本例中CPU 机架CM1241 RS422/485作为ModbusRTU从站，其相关编程步骤如下：OB1 中插入一个FC函数，并在函数中拖入Modbus_Comm_Load指令和Modbus_Slave 指令。如图18. 所示图18. 拖入Modbus RTU从站指令Modbus_Slave指令各参数意义如下表3所示：表3 Modbus_Slave指令参数意义