西門子S7-200 Modbus 不能輪詢只能采集一次

第一次用PLC，請多指教。按照范例，
用S7-200 Port1 做了一個輪詢采集2個模塊程序，
用上一MSG的Done觸發(fā)下一次的MSG。
用PORT0連接電腦下載好程序后，從STOP模式切換到RUN，
在Port1口上用串口助手監(jiān)控PLC和模塊通信，2個模塊都有問有答，
但是只有一次，不能自動開始第二次輪詢。

問題補充：
根據(jù)范例程序?qū)懙某绦蛉缦拢荒軋?zhí)行一次。麻煩看看哪里有問題 ？

圖片說明：

                    

Modbus RTU 主站指令庫

西門子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協(xié)議庫（西門子標(biāo)準(zhǔn)庫指令）。

圖 1. 西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫（Micro/WIN V4.0 SP5）

 注意：

1. Modbus RTU 主站指令庫的功能是通過在用戶程序中調(diào)用預(yù)先編好的程序功能塊實現(xiàn)的，該庫對 Port 0 和 Port 1 有效。該指令庫將設(shè)置通信口工作在自由口模式下。
2. Modbus RTU 主站指令庫使用了一些用戶中斷功能，編其他程序時不能在用戶程序中禁止中斷。
3. 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*），1.22版本之前（包括1.22版本）的 S7-200 CPU 不支持。

使用 Modbus RTU 主站指令庫，可以讀寫 Modbus RTU 從站的數(shù)字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。

要使用 Modbus RTU 主站指令庫，須遵循下列步驟：

1. 安裝西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫
2. 按照要求編寫用戶程序調(diào)用 Modubs RTU 主站指令庫

 安裝西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫

 

Modbus RTU 主站功能編程

1. 調(diào)用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 調(diào)用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制：

圖 2. 用 SM0.0 調(diào)用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序

各參數(shù)意義如下:

a.	EN	使能：	必須保證每一掃描周期都被使能（使用 SM0.0）
b.	Mode	模式：	為 1 時，使能 Modbus 協(xié)議功能；為 0 時恢復(fù)為系統(tǒng) PPI 協(xié)議
c.	Baud	波特率：	支持的通訊波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
d.	Parity	校驗：	校驗方式選擇
			0＝無校驗
			1＝奇較驗
			2＝偶較驗
e.	Timeout	超時：	主站等待從站響應(yīng)的時間，以毫秒為單位，典型的設(shè)置值為 1000 毫秒（1 秒），允許設(shè)置的范圍為 1 - 32767。
			注意： 這個值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時間響應(yīng)。
f.	Done	完成位：	初始化完成，此位會自動置1。可以用該位啟動 MBUS_MSG 讀寫操作（見例程）
g.	Error		初始化錯誤代碼（只有在 Done 位為1時有效）：
			0＝ 無錯誤
			1＝ 校驗選擇非法
			2＝ 波特率選擇非法
			3＝ 模式選擇非法

 

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

圖 3. 調(diào)用Modbus RTU 主站讀寫子程序

各參數(shù)意義如下:

a.	EN	使能：	同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能
			注意：建議每一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）都用上一個 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環(huán)進行（見例程）。
b.	First	讀寫請求位：	每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā)
c.	Slave	從站地址：	可選擇的范圍   1 - 247
d.	RW	從站地址：	0 ＝ 讀， 1 ＝ 寫
			注意：
			1. 開關(guān)量輸出和保持寄存器支持讀和寫功能
			2. 開關(guān)量輸入和模擬量輸入只支持讀功能
e.	Addr	讀寫從站的	選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型
		數(shù)據(jù)地址：	00001 至 0xxxx - 開關(guān)量輸出
			10001 至 1xxxx - 開關(guān)量輸入
			30001 至 3xxxx - 模擬量輸入
			40001 至 4xxxx - 保持寄存器
f.	Count	數(shù)據(jù)個數(shù)	通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)（位或字的個數(shù)）
			注意： Modbus主站可讀/寫的最大數(shù)據(jù)量為120個字（是指每一個 MBUS_MSG 指令）
g.	DataPtr	數(shù)據(jù)指針：	1. 如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中
			2. 如果是寫指令，要寫出的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中
h.	Done	完成位	讀寫功能完成位
i.	Error	錯誤代碼：	只有在 Done 位為1時，錯誤代碼才有效
			0 ＝ 無錯誤
			1 ＝ 響應(yīng)校驗錯誤
			2 ＝ 未用
			3 ＝ 接收超時（從站無響應(yīng)）
			4 ＝ 請求參數(shù)錯誤（slave address, Modbus address, count, RW）
			5 ＝ Modbus/自由口未使能
			6 ＝ Modbus正在忙于其它請求
			7 ＝ 響應(yīng)錯誤（響應(yīng)不是請求的操作）
			8 ＝ 響應(yīng)CRC校驗和錯誤
			-
			101 ＝ 從站不支持請求的功能
			102 ＝ 從站不支持?jǐn)?shù)據(jù)地址
			103 ＝ 從站不支持此種數(shù)據(jù)類型
			104 ＝ 從站設(shè)備故障
			105 ＝ 從站接受了信息，但是響應(yīng)被延遲
			106 ＝ 從站忙，拒絕了該信息
			107 ＝ 從站拒絕了信息
			108 ＝ 從站存儲器奇偶錯誤

 

常見的錯誤：

• 如果多個 MBUS_MSG 指令同時使能會造成 6 號錯誤
• 從站 delay 參數(shù)設(shè)的時間過長會造成主站 3 號錯誤
• 從站掉電或不運行，網(wǎng)絡(luò)故障都會造成主站 3 號錯誤

3. 在 CPU 的 V 數(shù)據(jù)區(qū)中為庫指令分配存儲區(qū)（Library Memory）

Modbus Master 指令庫需要一個284個字節(jié)的全局 V 存儲區(qū)。

 參考：分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)

 

關(guān)于 Modbus RTU 主站協(xié)議庫的補充說明

此為西門子正式推出的標(biāo)準(zhǔn)庫指令說明資料。

在 Modbus RTU Master 協(xié)議和 PPI 協(xié)議之間切換：

Modbus RTU Master 協(xié)議指令庫使通信口工作在自由口模式下，此時不能與 Micro/WIN 軟件通信。要在切換回 PPI 協(xié)議，可以：

• 將 MBUS_CTRL 指令的 Mode 輸入端設(shè)置為邏輯“0”
• 將 CPU 的允許模式選擇開關(guān)置為 STOP 位置

Modbus RTU Master 協(xié)議庫的執(zhí)行時間：

Modbus RTU Master 協(xié)議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執(zhí)行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后續(xù)的每個掃描周期中只占用 0.41 ms。

調(diào)用 MBUS_MSG 子程序會加長處理時間。大部分時間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數(shù)據(jù)就需要 1.85 ms 掃描時間。數(shù)據(jù)最多的情況下（讀、寫 120 字的數(shù)據(jù)），掃描時間大概會擴增加 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數(shù)據(jù)上；寫操作的時間主要消耗在發(fā)送數(shù)據(jù)上。

Modbus 地址

通常 Modbus 地址由 5 位數(shù)字組成，包括起始的數(shù)據(jù)類型代號，以及后面的偏移地址。Modbus Master 協(xié)議庫把標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 地址映射為所謂 Modbus 功能號，讀寫從站的數(shù)據(jù)。Modbus Master 協(xié)議庫支持如下地址：

• 00001 - 09999：數(shù)字量輸出（ 線圈）
• 10001 - 19999：數(shù)字量輸入（觸點）
• 30001 - 39999：輸入數(shù)據(jù)寄存器（通常為模擬量輸入）
• 40001 - 49999：數(shù)據(jù)保持寄存器

Modbus Master 協(xié)議庫支持的功能

為了支持上述 Modbus 地址的讀寫，Modbus Master 協(xié)議庫需要從站支持下列功能：

表 1. 需要從站支持的功能

Modbus 地址	讀/寫	Modbus 從站須支持的功能
00001 - 09999 數(shù)字量輸出	讀	功能 1
	寫	功能 5：寫單輸出點 功能 15：寫多輸出點
10001 - 19999 數(shù)字量輸入	讀	功能 2
	寫	－
30001 - 39999 輸入寄存器	讀	功能 4
	寫	－
40001 - 49999 保持寄存器	讀	功能 3
	寫	功能 6：寫單寄存器單元 功能 16：寫多寄存器單元

 

Modbus 地址和 S7-200 存儲區(qū)地址的映射

S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時，Modbus 地址和 S7-200 內(nèi)存儲區(qū)地址的 映射關(guān)系都類似。

Modbus 保持寄存器地址映射舉例：

Modbus 保持寄存器地址 40001 12 34 40002 56 78 40003 9A BC

S7-200 存儲區(qū)字尋址 VW200 12 34 VW202 56 78 VW204 9A BC

S7-200 存儲區(qū)字節(jié)尋址 VB200 12 VB201 34 VB202 56 VB203 78 VB204 9A VB205 BC

Modbus 數(shù)字量地址映射舉例：

位地址（0xxxx 和 1xxxx）數(shù)據(jù)總是以字節(jié)為單位打包讀寫。第一個字節(jié)中的最低有效位對應(yīng) Modbus 地址的起始地址。如下圖所示：

圖 4. 數(shù)字量地址映射舉例

Modbus RTU 主站例程

為了更好地理解 Modbus 主站的編程，可參考下面的例程。

例子程序1: 多個MBUS_MSG指令輪詢執(zhí)行，

 注意：
1. 該例程使用 Micro/WIN V4.0 SP5 保存。
2. 該例程僅訪問一個從站，若訪問不同的從站，可通過改變從站地址來實現(xiàn)。

 Modbus RTU 主站指令庫應(yīng)用例程

例子程序2：反復(fù)激活單個MBUS_MSG指令：

Modbus RTU 主站變址方式輪詢訪問應(yīng)用例程

 注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負(fù)任何責(zé)任。使用該軟件的風(fēng)險完全由用戶自行承擔(dān)。由于它是免費的，所以不提供任何擔(dān)保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為 此聯(lián)系西門子技術(shù)支持與服務(wù)部門。

S7-200做主站S7-300 CP341做從站的Modbus RTU通訊

參考如下鏈接中介紹：

S7-200做主站S7-300 CP341做從站的Modbus RTU通訊

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/81012111

 

常問問題

 Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本是否有要求，為什么編譯例子程序時，會遇到 4 個錯誤？

Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本確實有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號為6ES721*－***23-0BA*)，1.22 版本之前（包括 1.22 版本）的 S7-200 CPU 不支持。

 Modbus 指令庫啟動后，如何通過同一個通信端口進行 CPU 監(jiān)控？

Modbus 指令庫使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經(jīng)被占用，可以考慮：

• 加一個通信模塊（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）擴展出一個編程通信口
• 中止自由口模式，可以將 CPU 上的模式開關(guān)從 RUN 撥到 STOP；或者保持處于 RUN 狀態(tài)，用程序停止指令庫的 Modbus 模式（參見指令庫應(yīng)用）

 如何理解 Modbus 地址與功能碼的區(qū)別？

Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。

根據(jù) Modbus 通信協(xié)議，Modbus 數(shù)據(jù)的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分別表示數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入、模擬量輸入等數(shù)據(jù)地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址間有特定的對應(yīng)關(guān)系。

有些設(shè)備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細(xì)提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細(xì)通信幀格式，其中包括如何指定 Modbus 站的地址，需要讀寫數(shù)據(jù)類型、長度等等。數(shù)據(jù)幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數(shù)據(jù)類型和地址，此字節(jié)的數(shù)據(jù)內(nèi)容即所謂“功能碼”，如功能 1 指定讀取單個/多個數(shù)字量輸出點的值。

支持 Modbus 協(xié)議的設(shè)備或軟件，使用時用戶直接設(shè)置或看到的應(yīng)當(dāng)是 Modbus 數(shù)據(jù)地址。Modbus 地址所訪問的數(shù)據(jù)，是通過各種“功能”讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼，則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應(yīng)關(guān)系。

 如何訪問大于 9999 的保持寄存器地址？

通常 Modbus 協(xié)議的保持寄存器地址范圍在 40001 - 49999 之間。對于多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)夠了。但有些 Modbus 從站把地址映射到保持寄存器區(qū)的地址超過 9999 的部分。

Modbus Master 協(xié)議庫支持超過 9999 的保持寄存器地址。地址范圍為 400001 - 465536。只需在調(diào)用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數(shù)賦相應(yīng)的值即可，如 416768。

 Modubs Master 擴展地址模式僅支持保持寄存器區(qū)，不支持其他地址類型。

 S7-200 作為 Modbus 主站方接收上來的數(shù)據(jù)格式與第三方設(shè)備不一樣怎么辦？

西門子PLC數(shù)據(jù)的存儲格式為高位低存方式。舉例：VD200中包含VW200和VW202，其中VW202是低字，VW200是高字。若第三方設(shè)備與西門子數(shù)據(jù)存儲格式不同，是低位低存的方式，那么通信上來的數(shù)據(jù)就會存在錯誤，需要進行轉(zhuǎn)換才能使用。編程的方式比較多樣。例如，針對單個字中高低字節(jié)的交換可以使用SWAP(字節(jié)交換）指令，若是雙字中高低字的交換可以考慮循環(huán)移位指令。

 S7-200 是否支持如 Modbus TCP 等其它協(xié)議？

不支持。S7-200自身的通信端口或其通信擴展模塊均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信協(xié)議。

 為什么 S7-200 作 Modbus 主站時 MBUS_MSG 指令報6號錯誤？

引起6號錯誤主要有兩方面的原因：1.多個 MBUS_MSG 指令同時使能執(zhí)行；2. Modbus庫存儲區(qū)中分配的建議地址區(qū)與編程中已使用的V存儲區(qū)有重疊。

 

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 參考：Modbus RTU 從站指令庫

 

提問者對于答案的評價：
的確是Error位與Done位重疊了，改過來就可以輪詢了。
再請教個問題，為什么啟動的觸發(fā)位（網(wǎng)絡(luò)2）要在Modbus初始化之前（網(wǎng)絡(luò)3），之前看有人回答這個問題但沒有理解。

最佳答案作者回復(fù):
在第N個掃描周期網(wǎng)絡(luò)3初始化完成，本掃描周期不執(zhí)行讀寫指令。
等到N+1一個掃描周期，執(zhí)行第一個讀寫指令。
主要是在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)這樣寫輪循流暢。我想是與初始化完成后，通訊線路上有足夠的空閑時間使其恢復(fù)平靜。