西門子安徽總代理

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上海晉營自動化科技有限公司

  ：喬 靜

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西門子S7-300系列產品

S7-300 CPU312 CPU313/C CPU314/C-2DP CPU315-2DP/PN

CPU315T/CPU315F CPU317F/CPU317T CPU319

SM321 SM322 SM323 SM331 SM332 SM334 307電源

IM361 IM360 IM365 FM350 CP340 CP341 CP343 FM355

觸摸屏：精彩系列面板：SAMRT700 SMART1000 

按鍵面板：KP8 KP8F PP7/PP17

微型面板：TD200 TD200C TD400C OP73micro TP177micro

移動面板：MP177 MP277

精簡面板： KP300 KTP400 KTP600單色 KTP600彩色 KPT1000 TP1500

精智面板： KP400comfort KTP400comfort TP700 comfort KP700 comfort KP900 TP900comfort KP1200 TP1200

相連成網絡皆能實現復雜控制功能。因此S7-200系列具有*的性能/價格比。

本機集成8輸入/6輸出共14個數字量I/O點?？蛇B接2個擴展模塊。6K字節(jié)程序和數據存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。非常適合于小點數控制的微型控制器。

西門子安徽總代理

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(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(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(xié)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  自動化系統(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  自動化系統(tǒng)>>S7-200>>軟件，文檔編號S0010。

3. 硬件列表和接線

3.1 硬件列表   電 話：（同號）

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(tài)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zui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(qū)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(qū)設置

• Modbus主站庫支持的功能碼和地址對應關系：
   

  Modbus 地址	讀 / 寫	Modbus 從站須支持的功能
  00001~09999	讀	功能1：讀輸出點
  數字量輸出	寫	功能5：寫單個輸出點
  		功能15：寫多個輸出點
  10001~19999	讀	功能2：讀輸入點
  數字量輸入
  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：寫單個寄存器
  		功能16：寫多個寄存器

  表2需要從站支持的功能

4.1.2 S7-200 Modbus主站編程
編程時，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

表3

調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發(fā)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

表4   電 話：（同號）

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(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側硬件組態(tài)

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*。

圖9 RS422/485 接口組態(tài)

RS422/485接口只能一個有效，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(tài)中在線后的CP341的診斷緩沖區(qū)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(xié)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

表5

5. 通訊測試
Modbus RTU格式通信協(xié)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(fā)送數據請求報文到從站，從站返回響應報文。Modbus 系統(tǒng)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(qū)域配置

圖14 FC01/05/15 參數組態(tài)界面

FC01、FC05、FC15對應的數據區(qū)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(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），右邊對應的是S7-300的數據區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區(qū)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(qū)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(qū)域配置

圖17 FC02 參數組態(tài)界面

FC02對應的數據區(qū)為位輸出，數據的傳遞以位為單位，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），右邊對應的是S7-300的數據區(qū)。例如左邊信息傳遞地址從0 ~ 7對應用戶地址區(qū)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(qū)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(qū)域配置

圖20 FC03/06/16參數組態(tài)界面

FC03/06/16 對應的數據區(qū)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(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，右邊對應的是S7-300的數據區(qū)，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區(qū)。例如用戶地址
區(qū)為40001 ~ 40004，對應S7-300數據區(qū)為DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此為例說明
FC03功能碼的通訊。
S7-200主站程序調用   電 話：（同號）

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(qū)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(qū)域配置

圖23 FC04參數組態(tài)界面

FC04對應的數據區(qū)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(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，右邊對應的是S7-300的數據區(qū)，左邊傳輸地址不可改，右邊只對應一個數據區(qū)。例如用戶地址區(qū)為30001 ~ 30004，對應S7-300數據區(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(qū)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(tài)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(qū)，即使用這些功能碼時，S7-300存儲區(qū)需要在設定的zui小和zui大的范圍之間，如果訪問的區(qū)域超出這個范圍，則訪問會被拒絕，同時輸出報錯誤信息。

西門子S7-300電源模板

6ES7307-1BA00-0AA0 西門子電源模塊(2A)

6ES7307-1EA00-0AA0 西門子電源模塊(5A)

6ES7307-1KA01-0AA0 西門子電源模塊(10A)

西門子S7-300CPU

6ES7312-1AE13-0AB0 西門子CPU312，32K內存  MPI協(xié)議

6ES7312-5BE03-0AB0 西門子CPU312C，32K內存 10DI/6DO

6ES7313-5BF03-0AB0 西門子CPU313C，64K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7313-6BF03-0AB0 西門子CPU313C-2PTP，64K內存 16DI/16DO

6ES7313-6CF03-0AB0 西門子CPU313C-2DP，64K內存 16DI/16DO

6ES7314-1AG13-0AB0 西門子CPU314,96K內存

6ES7314-6BG03-0AB0 西門子CPU314C-2PTP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7314-6CG03-0AB0 西門子CPU314C-2DP 96K內存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7315-2AG10-0AB0 西門子CPU315-2DP, 128K內存

6ES7315-2EH13-0AB0 西門子CPU315-2 PN/DP, 256K內存

6ES7317-2AJ10-0AB0 西門子CPU317-2DP,512K內存

6ES7317-2EK13-0AB0 西門子CPU317-2 PN/DP,1MB內存

6ES7318-3EL00-0AB0 西門子CPU319-3 PN/DP,1.4M內存

西門子S7-300內存卡   電 話：（同號）

6ES7 953-8LF20-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡 64kByte(MMC)

6ES7 953-8LG11-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡128KByte(MMC)

6ES7 953-8LJ20-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡512KByte(MMC)

6ES7 953-8LL20-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡2MByte(MMC)

6ES7 953-8LM20-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡4MByte(MMC)

6ES7 953-8LP20-0AA0 西門子SIMATIC Micro內存卡8MByte(MMC)

西門子S7-300開關量模板

6ES7 321-1BH02-0AA0 西門子開入模塊（16點，24VDC）

6ES7 321-1BH10-0AA0 西門子開入模塊（16點，24VDC）

6ES7 321-1BH50-0AA0 西門子開入模塊（16點，24VDC，源輸入）

6ES7 321-1BL00-0AA0 西門子開入模塊（32點，24VDC）

6ES7 321-7BH01-0AB0 西門子開入模塊（16點，24VDC，診斷能力）

6ES7 321-1EL00-0AA0 西門子開入模塊（32點，120VAC）

6ES7 321-1FF01-0AA0 西門子開入模塊（8點，120/230VAC）

6ES7 321-1FF10-0AA0 西門子開入模塊（8點，120/230VAC）與公共電位單獨連接

6ES7 321-1FH00-0AA0 西門子開入模塊（16點，120/230VAC）

6ES7 321-1CH00-0AA0 西門子開入模塊（16點，24/48VDC）

6ES7 321-1CH20-0AA0 西門子開入模塊（16點，48/125VDC）

6ES7 322-1BH01-0AA0 西門子開出模塊（16點，24VDC）

6ES7 322-1BH10-0AA0 西門子開出模塊（16點，24VDC）高速

6ES7 322-1CF00-0AA0 西門子開出模塊（8點，48-125VDC）

6ES7 322-8BF00-0AB0 西門子開出模塊（8點，24VDC）診斷能力

6ES7 322-5GH00-0AB0 西門子開出模塊（16點，24VDC，獨立接點，故障保護）

6ES7 322-1BL00-0AA0 西門子開出模塊（32點，24VDC）

6ES7 322-1FL00-0AA0 西門子開出模塊（32點，120VAC/230VAC）

6ES7 322-1BF01-0AA0 西門子開出模塊（8點，24VDC，2A）

6ES7 322-1FF01-0AA0 西門子開出模塊（8點，120V/230VAC）

6ES7 322-5FF00-0AB0 西門子開出模塊（8點，120V/230VAC，獨立接點）

6ES7 322-1HF01-0AA0 西門子開出模塊（8點,繼電器,2A）

6ES7 322-1HF10-0AA0 西門子開出模塊（8點,繼電器,5A，獨立接點）

6ES7 322-1HH01-0AA0 西門子開出模塊(16點,繼電器)

6ES7 322-5HF00-0AB0 西門子開出模塊（8點,繼電器,5A，故障保護）

6ES7 322-1FH00-0AA0 西門子開出模塊（16點，120V/230VAC）

6ES7 323-1BH01-0AA0 西門子8點輸入，24VDC；8點輸出，24VDC模塊

6ES7 323-1BL00-0AA0 西門子16點輸入，24VDC；16點輸出，24VDC模塊

西門子S7-300模擬量模板

6ES7 331-7KF02-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(8路，多種信號)

6ES7 331-7KB02-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(2路，多種信號)

6ES7 331-7NF00-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(8路，15位精度)

6ES7 331-7NF10-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(8路，15位精度)4通道模式

6ES7 331-7HF01-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(8路，14位精度，快速)

6ES7 331-1KF01-0AB0 西門子模擬量輸入模塊(8路, 13位精度)

6ES7 331-7PF01-0AB0 西門子8路模擬量輸入,16位,熱電阻

6ES7 331-7PF11-0AB0 西門子8路模擬量輸入,16位,熱電偶

6ES7 332-5HD01-0AB0 西門子模擬量輸出模塊(4路) 

6ES7 332-5HB01-0AB0 西門子模擬輸出模塊(2路) 

6ES7 332-5HF00-0AB0 西門子模擬輸出模塊(8路) 

6ES7 332-7ND02-0AB0 西門子模擬量輸出模塊(4路，15位精度)

6ES7 334-0KE00-0AB0 西門子模擬量輸入(4路RTD)/模擬量輸出（2路）

6ES7 334-0CE01-0AA0 西門子模擬量輸入(4路)/模擬量輸出（2路）

西門子S7-300附件

6ES7 365-0BA01-0AA0 西門子IM365接口模塊

6ES7 360-3AA01-0AA0 西門子IM360接口模塊

6ES7 361-3CA01-0AA0 西門子IM361接口模塊

6ES7 368-3BB01-0AA0 西門子連接電纜 (1米)

6ES7 368-3BC51-0AA0 西門子連接電纜 (2.5米)

6ES7 368-3BF01-0AA0 西門子連接電纜 (5米)

6ES7 368-3CB01-0AA0 西門子連接電纜 (10米)

6ES7 390-1AE80-0AA0 西門子導軌(480mm)    

6ES7 390-1AF30-0AA0 西門子導軌(530mm)

6ES7 390-1AJ30-0AA0 西門子導軌(830mm)

6ES7 390-1BC00-0AA0 西門子導軌(2000mm)

6ES7 392-1AJ00-0AA0 西門子20針前連接器

6ES7 392-1AM00-0AA0 西門子40針前連接器

6ES7 392-1BM01-0AA0 彈簧行連接器

西門子S7-300功能模板

6ES7 350-1AH03-0AE0 西門子FM350-1 計數器功能模塊

6ES7 350-2AH00-0AE0 西門子FM350-2 計數器功能模塊

6ES7 351-1AH01-0AE0 西門子FM351 定位功能模塊

6ES7 352-1AH02-0AE0 西門子FM352 電子凸輪控制器+組態(tài)包光盤

6ES7 355-0VH10-0AE0 西門子FM355C 閉環(huán)控制模塊

6ES7 355-1VH10-0AE0 西門子FM355S 閉環(huán)控制系統(tǒng)

6ES7 355-2CH00-0AE0 西門子FM355-2C 閉環(huán)控制模塊

6ES7 355-2SH00-0AE0 西門子FM355-2S 閉環(huán)控制模塊

6ES7 338-4BC01-0AB0 西門子SM338位置輸入模塊

6ES7 352-5AH00-0AE0 西門子FM352-5高速布爾處理器

6ES7 352-5AH00-7XG0 西門子FM352-5功能軟件包

西門子通訊模板

6ES7 340-1AH02-0AE0 西門子CP340 通訊處理器（RS232）

6ES7 340-1BH02-0AE0 西門子CP340 通訊處理器（20mA/TTY）

6ES7 340-1CH02-0AE0 西門子CP340 通訊處理器（RS485/RS422）

6ES7 341-1AH01-0AE0 西門子CP341 通訊處理器（RS232）

6ES7 341-1BH01-0AE0 西門子CP341 通訊處理器（20mA/TTY）

6ES7 341-1CH01-0AE0 西門子CP341 通訊處理器（RS485/RS422）

6ES7 870-1AA01-0YA0 西門子可裝載驅動 MODBUS RTU 主站

6ES7 870-1AB01-0YA0 西門子可裝載驅動 MODBUS RTU 從站

6ES7 902-1AB00-0AA0 西門子RS232電纜  5m

6ES7 902-1AC00-0AA0 西門子RS232電纜  10m

6ES7 902-1AD00-0AA0 西門子RS232電纜  15m

6ES7 902-2AB00-0AA0 西門子20mA/TTY電纜  5m

6ES7 902-2AC00-0AA0 西門子20mA/TTY電纜  10m

6ES7 902-2AG00-0AA0 西門子20mA/TTY電纜  50m

6ES7 902-3AB00-0AA0 西門子RS485/RS422電纜  5m

6ES7 902-3AC00-0AA0 西門子RS485/RS422電纜  10m

6ES7 902-3AG00-0AA0 西門子RS485/RS422電纜  50m

6GK7 342-5DA02-0XE0 西門子CP342-5通訊模塊

6GK7 342-5DF00-0XE0 西門子CP342-5  光纖通訊模塊

6GK7 343-5FA01-0XE0 西門子CP343-5通訊模塊

6GK7 343-1EX30-0XE0 西門子CP343-1 以太網通訊模塊

6GK7 343-1EX21-0XE0 西門子CP343-1 以太網通訊模塊

6GK7 343-1CX00-0XE0 西門子CP343-1 以太網通訊模塊

6GK7 343-1CX10-0XE0 西門子CP343-1 以太網通訊模塊

6GK7 343-1GX20-0XE0 西門子CP343-1 IT  以太網通訊模塊

6GK7 343-1GX21-0XE0 西門子CP343-1 IT  以太網通訊模塊(支持PROFINET)

6GK7 343-1HX00-0XE0 西門子CP343-1PN PROFINET以太網通訊模塊

6GK7 343-2AH00-0XA0 西門子CP343-2 AS-Interface

6ES7971-1AA00-0AA0      西門子 S7-300系列電池

6ES7971-5BB00-0AA0 西門子可充電電池