上海贊國公司在經營活動中精益求精，具備如下業務優勢：
可編程控制器
1、 SIMATIC S7 系列PLC：S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、ET-200
2、 邏輯控制模塊 LOGO！230RC、230RCO、230RCL、24RC、24RCL等
3、 SITOP直流電源 24V DC1.3A、2.5A、3A、5A、10A、20A、40A可并聯.
4、HMI 觸摸屏TD200 TD400CK-TP OP177 TP177,MP277 MP377,
交、直流傳動裝置
1、 交流變頻器 MICROMASTER系列：MM420、MM430、MM440、G110、G120.
MIDASTER系列：MDV
2、全數字直流調速裝置 6RA23、6RA24、6RA28、6RA70、6SE70系列
SIEMENS 數控 伺服
SINUMERIK:801、802S 、802D、802D SL、810D、840D、611U、S120
系統及伺報電機，力矩電機，直線電機，伺服驅動等備件銷售。
一、 硬件組態
首先搭建一套測試設備，設備的結構圖如下：
2套S7-300系統由PS307電源、CPU314C-2DP、CPU314C-2PTP、CP343-1、CP343-1 IT、PC、CP5611、STEP7組成，PLC系統概貌如下圖：
如下將向您一步一步展示如何實現2套S7-300之間的以太網通訊：
第一步：打開SIMATIC Manager，根據我們系統的硬件組成，進行系統的硬件組態，如圖：
插入2個S7300的站，進行硬件組態：
分別組態2個系統的硬件模塊：
設置CP343-1、CP343-IT模塊的參數，建立一個以太網，MPI、IP地址：
二、 網絡組態
組態完2套系統的硬件模塊后，分別進行下載，然后點擊Network Configration按鈕，打開系統的網絡組態窗口NetPro，選中CPU314，如下圖：
在窗口的左下部分點擊鼠標右鍵，插入一個新的網絡鏈接，并設定鏈接類型為ISO-on-TCP connection 或 TCP connection或 UDP connection 或 ISO Transport connection，如下圖：
點擊OK后，彈出鏈接屬性窗口，使用該窗口的默認值，并根據該對話框右側信息進行后面程序的塊參數設定：
當2套系統之間的鏈接建立完成后，用鼠標選中圖標中的CPU，分別進行下載，這里略去CPU314C-2DP的下載圖示：
三、 程序編程
到此為止，系統的硬件組態和網絡配置已經完成。下面進行系統的軟件編制，在SIMATIC Manager界面中，分別在CPU314C-2PTP、CPU314C-2DP中插入OB35定時中斷程序塊和數據塊DB1，DB2，并在兩個OB35中調用FC5（AG_Send）和FC6（AG_Recv）程序塊，如下圖：
創建DB1、DB2數據塊，如下圖：
2套控制程序已經編制完成，分別下載到CPU當中，將CPU狀態切換至運行狀態，就可以實現S7-300之間的以太網通訊了。
如下界面說明了將CPU314C-2DP 的DB1中的數據發送到CPU314C-2PTP 的DB2中的監視界面：
a． 選擇Data View，切換到數據監視狀態：
b． CPU314C-2DP 的DB1中發送出去的數據：
c． CPU314C-2PTP 的DB2中接收到的數據
關鍵詞:
CP343-1,以太網,S7-300
1. 概述
在現場應用中，很多儀表和設備僅支持Modbus RTU的通訊協議，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）可以擴展該協議，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現Modbus RTU通訊。本文以S7-200作為Modbus 主站，CP341作為Modbus 從站，實現Modbus RTU通訊，闡述兩者在通訊方面的設置和注意事項。
2. 軟件環境
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
串行通訊模板的驅動程序，安裝此驅動后才能對PtP模板進行參數配置，并在Step7中集成通訊編程需要使用的功能塊。此驅動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，需要安裝此驅動協議，但安裝之前必須先安裝PtP Driver，此驅動可以在購買Modbus Dongle時選擇購買，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下載，也可以從以下的鏈接下載。
http://www.ad.siemens.com.cn/download 網站 自動化系統>>S7-200>>軟件，文檔編號S0002。
2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200實現Modbus RTU功能，可以使用Modbus的指令庫，要使用西門子的標準指令庫，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 網站 自動化系統>>S7-200>>軟件，文檔編號S0010。
3. 硬件列表和接線
3.1 硬件列表
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S7-300從站
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CPU315-2DP
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6ES7 315-2AG10-0AB0
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CP341 RS422/485
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6ES7 341-1CH01-0AE0
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Dongle
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6ES7 870-1AB01-0YA0
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PC 適配器（USB）
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6ES7 972-0CB20-0XA0
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S7-200主站
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CPU 224XP
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6ES7 214-2BD23-0XB0
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表1 硬件設備
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），兩種設備的接口引腳的示意圖如下所示，更詳細的信息可以參考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 硬件結構和接線示意圖
4. 組態設置和編程
4.1 S7-200做Modbus主站的設置
S7-200 CPU上的通信口在電氣上是標準的RS-485半雙工串行通信口，此串行字符通信的格式：1個起始位；7/8位數據位；1位奇/偶/無校驗；1停止位。通信波特率可以設置為1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500，符合這些格式的串行通訊設備可以和S7-200進行自由口通訊，Modbus RTU指令庫就是使用自由口編程實現的。
4.1.1 Modbus RTU主站庫
使用Modbus 主站指令庫時需要注意的幾點：
-
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/寫的最大數據量為120個字（指每一個 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 庫時必須對庫存儲區進行分配，見下圖設置，而且分配的空間不能和程序中其它空間沖突，否則編譯調用會報錯。
圖4 庫存儲區設置
-
Modbus主站庫支持的功能碼和地址對應關系：
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Modbus 地址
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讀 / 寫
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Modbus 從站須支持的功能
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00001~09999
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讀
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功能1：讀輸出點
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數字量輸出
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寫
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功能5：寫單個輸出點
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功能15：寫多個輸出點
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10001~19999
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讀
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功能2：讀輸入點
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數字量輸入
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30001~39999
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讀
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功能4：讀輸入寄存器
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輸入寄存器
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40001~49999
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讀
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功能3：讀保持寄存器
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保持寄存器
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寫
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功能6：寫單個寄存器
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功能16：寫多個寄存器
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表2需要從站支持的功能
4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時，使用SM0.0調用MBUS_CTRL完成主站的參數初始化，詳細見下表，參數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
圖中各參數含義如下
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編號
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符號/含義
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說 明
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a
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EN / 使能
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必須保證每一掃描周期都被使能（使用SM0.0）。
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b
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Mode / 模式
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為1時使能為Modbus協議；為0時恢復為PPI協議。
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c
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Baud / 波特率
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支持的通訊波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
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d
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Parity / 校驗
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校驗方式選擇：0＝無校驗；1＝奇校驗，2＝偶校驗。
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e
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Timeout / 超時
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主站等待從站響應的時間，以毫秒為單位，典型的設置值為 1000毫秒，允許設置的范圍為1-32767。這個值必須設置足夠大以保證從站有時間響應。
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f
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Done / 完成位
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初始化完成，此位會自動置1。
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g
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Error / 錯誤位
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初始化錯誤代碼。
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表3
調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發送一個Modbus 請求。
圖6 調用Modbus RTU 主站讀寫子程序
圖中各參數含義如下
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編號
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符號/含義
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說 明
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a
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EN / 使能
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同一時刻只能有一個讀寫功能使能。
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b
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First / 讀寫請求位
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每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發。
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c
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Slave / 從站地址
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可選擇的范圍1–247。
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d
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RW / 讀寫操作位
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0＝讀， 1＝寫。
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e
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Addr / 讀寫從站的數據地址
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選擇讀寫的數據類型：
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00001 至 0xxxx - 開關量輸出
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10001 至 1xxxx - 開關量輸入
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30001 至 3xxxx - 模擬量輸入
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40001 至 4xxxx - 保持寄存器。
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f
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Count / 數據的個數
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通訊的數據個數（位或字的個數）。
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g
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DaptPtr / 數據指針
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如果是讀指令，讀回的數據放到這個數據區中；
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如果是寫指令，要寫出的數據放到這個數據區中。
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h
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Done / 完成位
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讀寫功能完成位。
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i
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Error / 錯誤代碼
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只有在Done位為1時，錯誤代碼才有效。
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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，連接從站的站地址是3，數據存儲區為VB2000開始的區域。
4.2 CP341 做Modbus 從站的硬件組態
4.2.1 硬件組態
圖7 S7-300側硬件組態
4.2.2 設置Modbus參數
圖8 消息楨字符結構
按照上述操作設置參數，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位數據位，偶校驗位，1位停止位，從站站地址是3，主從通訊設備的字符幀格式和波特率等參數設置需要一致。
圖9 RS422/485 接口組態
RS422/485接口只能一個有效，接口的選擇只需要組態而不需要在硬件上短接。
4.2.3 Modbus驅動的下載
當配置好Modbus通信的參數后，保存前需要向CP341下載Modbus Slave的驅動，一旦下載完成后無需再次下載。
需要注意的是，在下載驅動時（可以在無Dongle情況下下載），需要將CPU停機，然后下載，操作過程如下所示。
圖10 下載Dongle時，需要CPU停機
圖11 從站驅動下載后結果
4.2.4 CP341做Modbus從站的編程
從Step7 軟件下的EXAMPLE目錄中，找到項目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的項目，打開，然后將Modbus通訊模塊FB80傳遞到用戶項目中，打開路徑如下所示。
圖12 Modbus Slave 例程打開路徑
OB1中調用FB80編程如下：
圖13 FB80程序塊調用
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，同時可以從ERROR_NR察看錯誤信息，也可以在硬件組態中在線后的CP341的診斷緩沖區察看詳細的錯誤信息，錯誤信息對照和處理方式可以參考
《S7-300以用于PtP CP Modbus 協議RTU格式S7的可裝載驅動程序為從站》的手冊。
FB80的各參數含義如下
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LADDR
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硬件組態中CP341的起始邏輯地址，本例中為256
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START_TIMER
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初始化超時定時器，本例中為T120
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START_TIME
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初始化定時器時間，本例中為5S
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OB_MASK
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I/O訪問錯誤屏蔽位，本例中為True（I/O訪問錯誤已屏蔽）
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CP_START
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FB初始化使能位，本例中為M0.0
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CP_START_FM
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CP_START 初始化的上升沿位，本例中為M0.1
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CP_NDR
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從CP卡寫操作位，本例中為m0.2
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CP_START_OK
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初始化完成且無錯誤，本例中為M0.3
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CP_START_ERROR
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初始化完成，但有錯誤，本例中為M0.4
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ERROR_NR
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錯誤號，本例中為MW2
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ERROR_INFO
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錯誤信息，本例中為MW4
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表5
5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協議是以主從的方式進行數據傳輸的，在傳輸的過程中主站是主動方，即主站發送數據請求報文到從站，從站返回響應報文。Modbus 系統間的數據交換是通過功能碼來控制的，以下對現場常用的功能碼進行分類測試，關于功能碼的詳細信息請參考手冊。
5.1 FC01/05/15功能碼
CP341從站的通訊區域配置
圖14 FC01/05/15 參數組態界面
FC01、FC05、FC15對應的數據區為位輸出，數據的傳遞以位為單位，可以讀寫操作，用戶地址區為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（地址區不能沖突），右邊對應的是S7-300的數據區。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區為00001 ~ 00008，對應S7-300的M10.0 ~ M10.7，并且以此為例說明FC01功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用
圖15 功能碼FC01使用
S7-200主站，用功能碼FC01讀取從站8點數字量輸出，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。
圖16 FC01功能碼數據交換
5.2 FC02功能碼
CP341從站的通訊區域配置
圖17 FC02 參數組態界面
FC02對應的數據區為位輸出，數據的傳遞以位為單位，只讀操作，用戶地址區為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（地址區不能沖突），右邊對應的是S7-300的數據區。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區為10001 ~ 10008，對應S7-300的M20.0 ~ M20.7，并且以此為例說明FC02功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用
圖18 功能碼FC02使用
S7-200主站，用功能碼FC02讀取從站8點數字量輸入，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。
圖19 FC02功能碼數據交換
5.3 FC03/06/16 功能碼
CP341從站的通訊區域配置
圖20 FC03/06/16參數組態界面
FC03/06/16 對應的數據區為寄存器，數據的傳遞以字為單位，可以讀寫操作，用戶地址區為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，右邊對應的是S7-300的數據區，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區。例如用戶地址
區為40001 ~ 40004，對應S7-300數據區為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此為例說明
FC03功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用
圖21功能碼FC03使用
S7-200主站，用功能碼FC03讀取從站4個字寄存器，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。
圖22 FC03功能碼數據交換
5.4 FC04 功能碼
CP341從站的通訊區域配置
圖23 FC04參數組態界面
FC04對應的數據區為寄存器輸入，數據的傳遞也以字為單位，只讀操作，用戶地址區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，右邊對應的是S7-300的數據區，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區。例如用戶地址區為30001 ~ 30004，對應S7-300數據區為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此為例說明FC04功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用
圖24功能碼FC04使用
S7-200主站，用功能碼FC04讀取從站4個字輸入寄存器，接收的數據存放在VB2000開始的區域，測試截圖結果如下。
圖25 FC04功能碼數據交換
5.5 Limits 欄
圖26 Limits 參數組態界面
對于寫功能碼FC05、06、15、16，可以禁用或限制訪問相關S7-300存儲區，即使用這些功能碼時，S7-300存儲區需要在設定的最小和最大的范圍之間，如果訪問的區域超出這個范圍，則訪問會被拒絕，同時輸出報錯誤信息。
6. 總結
本文檔以S7-200為主站和CP341為從站簡單介紹了Modbus RTU通訊，關于通訊的組態設置，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、設備等進行串行通信的參考。
介紹
在STEP7 V13（TIA Portal）中可以使用 S7-PLCSIM 來仿真 S7-1500 CPU的程序。
下面的介紹將描述如何使用 S7-PLCSIM V13 仿真兩個 S7-1500 的 S7通信 程序。
要求
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在STEP 7 V13 (TIA Portal) 中，先創建一個工程。里面包含兩個已經組態并且聯網的 S7-1500項目
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在兩個S7-1500的項目之間配置一個 S7 連接和一個用于用戶開放式通信的連接（例如，ISO-on-TCP連接）。
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在應用程序的主動連接端調用“PUT” 指令，將數據發送到被動連接端的1500 CPU 中。
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在應用程序的主動連接端調用“TSEND” 指令，將數據發送到被動連接端的1500 CPU 中。在應用程序的被動連接端調用“TRCV” 指令，從主動連接端的1500 CPU 中接收數據。
說明
這個條目包括兩個S7-1500 CPU的配置，連接配置和用戶程序 。
步驟
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在控制面板中打開設置“PG/PC 接口 ”的應用程序
選擇數據的接入點為 "S7ONLINE (STEP 7) -> PLCSIM S7-1200/S7-1500.TCPIP.1"。
這能確保當PLCSIM啟動時能夠自動開始下載過程。
圖. 01
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在STEP 7 V13 (TIA Portal) 中打開提供的程序.
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在項目樹中選中設備文件夾 "PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP]"。 然后在工具欄上單擊 “開始仿真” 按鍵
圖. 02
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通過點擊“OK”鍵來確認下圖所示的信息。連接到其他PC的所有的有用的網絡連接被斷掉。
圖. 03
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S7-PLCSIM V13 自動運行并且一個新項目也會自動完成創建。
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下載到PLC的過程自動開始，也就是說創建完項目后，“擴展下載到設備”或“裝載預覽”對話框自動打開。
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只有S7-PLCSIM V13訪問路徑設置了，“擴展下載到設備”對話框才會自動打開。
在“擴展下載到設備”對話框中進行如下設置下載組態信息到S7-PLCSIM V13中：
- PG/PC 接口類型: PN/IE
- PG/PC 接口: PLCSIM S7-1200/S7-1500
點擊“開始搜索”按鈕。在“目標子網中的兼容設備”下會看到帶有IP地址的S7-1500CPU。選中S7-1500CPU并點擊“裝載 ”按鈕。
圖. 04
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在“裝載預覽”對話框單擊”裝載“按鈕開始裝載步驟。
圖. 05
在“裝載結果”的對話框中單擊”結束“按鈕完成裝載步驟。
圖. 06
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在項目樹中選擇設備文件夾PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]，然后在工具欄中單擊”開始仿真“按鈕
圖. 07
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另外一個S7-PLCSIM V13 自動打開，并且一個新項目會自動創建。
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下載到PLC的過程自動開始，也就是說在開始仿真后“裝載預覽”對話框會被自動打開。
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在“裝載預覽”對話框單擊“裝載”按鈕開始裝載步驟。
圖. 08
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在“裝載結果”的對話框中單擊“結束”按鈕完成裝載步驟。
圖. 09
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PLC1[CPU 1516-3 PN/DP] 在命名為"Project1"的項目中通過 S7-PLCSIM 進行仿真。
圖. 10
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PLC2[CPU 1516-3 PN/DP]在命名為"Project2"。的項目中通過S7-PLCSIM 進行仿真。
圖. 11
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在 STEP 7 V13 (TIA Portal) 中建立一個在線的連接到 PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP]，為此需要在項目樹中選擇PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP] ，然后再工具欄中單擊 “開始在線”的按鈕。
圖. 12
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在主動連接PLC_1 的監控表格中監控變量值 "SD_Daten".Static_1 (DB2.DBW0)為 15，這個值需要通過"PUT" 指令傳送給被動連接方的 PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]。
在 主動連接PLC_1 的監控表格中監控變量值 "SD_Daten".Static_2 (DB2.DBW2) 為63.50 ，這個值需要通過"TSEND" 指令傳送給被動連接方的 PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]。
圖. 13
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在STEP 7 V13 (TIA Portal) 中設置一個在線連接到 PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP].，為此需要在項目樹中選中PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]在工具欄中單擊“開始 在線”的按鈕。
圖. 14
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被動連接PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]的監控表格中監控變量 "ADDR_Daten" Static_1 (DB2.DBW0)。 如果這個變量的值也是15那么說明 “PUT”指令被成功執行。數值被成功的由主動連接 PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP] 發送到被動連接 PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]。
被動連接PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]的監控表格中監控變量 "ADDR_Daten" Static_2 (DB2.DBW2)。 如果這個變量的值也是25那么說明 "TSEND" 和TRCV"指令被成功執行。數值被成功的由主動連接 PLC_1 [CPU 1516-3 PN/DP] 發送到被動連接 PLC_2 [CPU 1516-3 PN/DP]。
圖. 15
說明
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如果使用絕對尋址需要禁用“優化數據塊”這個選項。
圖. 16
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在S7-1500 CPU 中必須到設備配置畫面的CPU保護中，使能 “允許數據通過 PUT/GET 傳輸到遠程通信伙伴中（PLC, HMI, OPC）”。
上海贊國自動化科技有限公司
聯系人： 田工(SIEMENS)
上海贊國自動化科技有限公司（西門子分銷商）
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