S7-200地址映射Word版

1、S7-200 通過以下方式支持 Modbus 通信協(xié)議：。S7-200 CPU 上的通信口 0（Port 0）通過指令庫支持 Modbus RTU 從站模式 。S7-200 CPU 上的通訊口 0 和 1 （Port 0 和 Port 1）通過指令庫支持 Modbus RTU 主站模式 。S7-200 CPU 通過 EM241 模塊的 Modem 接口支持 Modbus RTU 模式通過 S7-200 CPU 通信口的自由口模式實(shí)現(xiàn) Modbus 通信協(xié)議，可以通過無線數(shù)據(jù)電臺(tái)等慢速通信設(shè)備傳輸。 這為組成 S7-200 之間的簡單無線通信網(wǎng)絡(luò)提供了便利。詳細(xì)情況請(qǐng)參考S7-200系統(tǒng)手冊(cè)（2

2、002 年 10 月或以后版本）的相應(yīng)章節(jié)。Modbus 是公開通信協(xié)議，其最簡單的串行通信部分僅規(guī)定了在串行線路的基本數(shù)據(jù)傳輸格式，在 OSI 七層協(xié)議模型中只到 1，2 層。 Modbus 具有兩種串行傳輸模式，ASCII 和 RTU。它們定義了數(shù)據(jù)如何打包、解碼的不同方式。支持 Modbus 協(xié)議的設(shè)備一般都支持 RTU 格式。通信雙方必須同時(shí)支持上述模式中的一種。 Modbus 是一種單主站的主/從通信模式。Modbus 網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主站存在，主站在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)上沒有地址，從站的地址范圍為 0 - 247，其中 0 為廣播地址，從站的實(shí)際地址范圍為 1 - 247。 Mod

3、bus 通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議可以通過各種傳輸方式傳播，如 RS232C、RS485、光纖、無線電等。 在 S7-200 CPU 通信口上實(shí)現(xiàn)的是 RS485 半雙工通信，使用的是 S7-200 的自由口能。 詳細(xì)的協(xié)議和規(guī)范，請(qǐng)?jiān)L問 Modbus 組織的網(wǎng)站： 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）。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(shí)現(xiàn)的，該庫對(duì) 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。

4、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(shí)不能在用戶程序中禁止中斷。 3. Modbus RTU 主站庫對(duì)CPU的版本有要求。CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01（即訂貨號(hào)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 Modbus

5、 RTU 主站功能編程使用 SM0.0 調(diào)用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動(dòng)其功能控制：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(shí)，使能 Modbus 協(xié)議功能；為 0 時(shí)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(yàn)： 校驗(yàn)方式選擇 0無校驗(yàn) 1奇較驗(yàn) 2偶較驗(yàn) e. Timeout 超時(shí)：主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間，以毫秒為單位，典型的設(shè)置值為 1000 毫秒（1 秒

6、），允許設(shè)置的范圍為 1 - 32767。 注意：這個(gè)值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時(shí)間響應(yīng)。 f. Done 完成位： 初始化完成，此位會(huì)自動(dòng)置1。可以用該位啟動(dòng) MBUS_MSG 讀寫操作（見例程） g. Error 初始化錯(cuò)誤代碼（只有在 Done 位為1時(shí)有效）： 0 無錯(cuò)誤 1 校驗(yàn)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(gè)Modbus 請(qǐng)求；各參數(shù)意義如下: a. EN 使能： 同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能 注意：建議每一個(gè)讀寫功能（即 MBUS_MSG）都用上一個(gè) MBUS_MS

7、G 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環(huán)進(jìn)行（見例程）。 b. First 讀寫請(qǐng)求位： 每一個(gè)新的讀寫請(qǐng)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(gè)數(shù)通訊

8、的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（位或字的個(gè)數(shù)） 注意： Modbus主站可讀/寫的最大數(shù)據(jù)量為120個(gè)字（是指每一個(gè) 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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中 h. Done 完成位 讀寫功能完成位 i. Error 錯(cuò)誤代碼： 只有在 Done 位為1時(shí)，錯(cuò)誤代碼才有效 0 無錯(cuò)誤 1 響應(yīng)校驗(yàn)錯(cuò)誤 2 未用 3 接收超時(shí)（從站無響應(yīng)） 4 請(qǐng)求參數(shù)錯(cuò)誤（slave address, Modbus address, count, RW） 5 Modbus/自由口未使能 6 Modbus正在忙于其它

9、請(qǐng)求 7 響應(yīng)錯(cuò)誤（響應(yīng)不是請(qǐng)求的操作） 8 響應(yīng)CRC校驗(yàn)和錯(cuò)誤 - 101 從站不支持請(qǐng)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(chǔ)器奇偶錯(cuò)誤 常見的錯(cuò)誤：如果多個(gè) MBUS_MSG 指令同時(shí)使能會(huì)造成 6 號(hào)錯(cuò)誤 從站 delay 參數(shù)設(shè)的時(shí)間過長會(huì)造成主站 3 號(hào)錯(cuò)誤 從站掉電或不運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)故障都會(huì)造成主站 3 號(hào)錯(cuò)誤 3. 在 CPU 的 V 數(shù)據(jù)區(qū)中為庫指令分配存儲(chǔ)區(qū)（Library Memory） Modbus Master

10、 指令庫需要一個(gè)284個(gè)字節(jié)的全局 V 存儲(chǔ)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(bǔ)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(shí)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(shí)間： Modbus RTU Master 協(xié)議

11、庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執(zhí)行時(shí)間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后續(xù)的每個(gè)掃描周期中只占用 0.41 ms。調(diào)用 MBUS_MSG 子程序會(huì)加長處理時(shí)間。大部分時(shí)間都用于 CRC 校驗(yàn)的計(jì)算。每讀、寫一個(gè)字的數(shù)據(jù)就需要 1.85 ms 掃描時(shí)間。數(shù)據(jù)最多的情況下（讀、寫 120 字的數(shù)據(jù)），掃描時(shí)間大概會(huì)擴(kuò)增加 222 ms。讀操作的時(shí)間主要消耗在接收數(shù)據(jù)上；寫操作的時(shí)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(hào)，以及后面的偏移地址。Modbus Master 協(xié)議庫把標(biāo)準(zhǔn)的 Modbus 地址

12、映射為所謂 Modbus 功能號(hào)，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(diǎn)） 。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

13、 5：寫單輸出點(diǎn) 功能 15：寫多輸出點(diǎn) 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(chǔ)區(qū)地址的映射 S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時(shí)，Modbus 地址和 S7-200 內(nèi)存儲(chǔ)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

14、 9A BC 對(duì)應(yīng)： S7-200 存儲(chǔ)區(qū)字尋址 VW200 12 34 VW202 56 78 VW204 9A BC 對(duì)應(yīng)： S7-200 存儲(chǔ)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(gè)字節(jié)中的最低有效位對(duì)應(yīng) Modbus 地址的起始地址。如下圖所示 vx7 vx6 vx5 vx4 vx3 vx2 vx1 vx0 10008 10007 10006 10005 10004 10003 10002 10001

15、評(píng)論：在網(wǎng)上到處收羅了有關(guān)MODBUS地址 映射 S7-200地址的資料，一直比較疑惑。今天有點(diǎn)明白出是怎么回事了。我現(xiàn)在的理解是：通用的MODBUS協(xié)議并不關(guān)心具體的設(shè)備（比如是西門子的plc，或是AVR的單片機(jī)，或是別的設(shè)備），關(guān)鍵是要求設(shè)備遵守開始地址和數(shù)據(jù)長度的約定。拿幾個(gè)具體例子來說：MODBUS的000001地址設(shè)備知道是指Q0.1，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行操作；010001I0.0；030001 AIW0；04xxxxVW2*(xxxx-1)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(diǎn)功能 15：寫多輸出點(diǎn)100

16、01 - 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(chǔ)區(qū)地址的映射S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時(shí)，Modbus 地址和 S7-200 內(nèi)存儲(chǔ)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4000112 344000256 78S7-200 存儲(chǔ)區(qū)字尋址VW20012 34VW20256 78S7-200 存儲(chǔ)區(qū)字節(jié)尋址VB

17、20012VB20134400039A BCVW2049A BCVB20256VB20378VB2049AVB205BC 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(gè)字節(jié)中的最低有效位對(duì)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  常問問題Modbus RTU 主站庫對(duì) CPU 的版本是否有要求，為什么編譯例子程序時(shí)，會(huì)遇到 4 個(gè)錯(cuò)誤？Modbus RTU 主站庫對(duì) CPU 的版本確實(shí)有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號(hào)為6ES721*23-

18、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(dòng)后，如何通過同一個(gè)通信端口進(jìn)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(gè)通信模塊（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）擴(kuò)展出一個(gè)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

19、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(gè)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(shí)，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)地址間有特定的對(duì)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

20、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(gè)/多個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)的值。支持 Modbus 協(xié)議的設(shè)備或軟件，使用時(shí)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(hào)與 Modbus 地址間的對(duì)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(duì)于多數(shù)應(yīng)用來說已經(jīng)夠了。但有些 Modbus 從站

21、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(shí)給 Addr 參數(shù)賦相應(yīng)的值即可，如 416768。Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對(duì)應(yīng)Modbus地址總是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：表1. Modbus地址對(duì)應(yīng)表Modbus地址S7-200數(shù)據(jù)區(qū)00001 00128Q0.0 Q15.710001 10128I0.0 I15.730001 30032AIW0 AIW6240001 4xxxxT T + 2 * (xxxx -1)其中T為S7-200中的緩沖區(qū)起始地址，即 HoldStart。如果已知S7-200中的V存儲(chǔ)區(qū)地址，推算Modbus地址的公式如下：Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T為偶數(shù)