在 S7-200 CPU 通信口上實現的是 RS485 半雙工通信，使用的是 S7-200 的自由口功能。對于Modbus-RTU協(xié)議，西門子提供現成的指令庫，對于Modbus-ASCII協(xié)議，則沒有指令庫，需要用戶根據自由口工作模式自行進行程序開發(fā)。

西門子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協(xié)議庫（西門子標準庫指令），如下圖所示。

 

1. Modbus RTU 主站指令庫的功能是通過在用戶程序中調用預先編好的程序功能塊實現的，該庫對 Port 0 和 Port 1 有效。該指令庫將設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.安裝西門子標準指令庫

2.按照要求編寫用戶程序調用 Modubs RTU 主站指令庫

-------------------------Modbus RTU 主站功能編程-------------------

1. 調用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制：

各參數意義如下:

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

各參數意義如下:

常見的錯誤：

如果多個 MBUS_MSG 指令同時使能會造成 6 號錯誤

庫存儲區(qū)被程序其它地方復用，有時也會造成6 號錯誤

從站 delay 參數設的時間過長會造成主站 3 號錯誤

從站掉電或不運行，網絡故障都會造成主站 3 號錯誤

3. 在 CPU 的 V 數據區(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)。

-------------------------Modbus RTU 主站協(xié)議與地址-------------------

此為西門子正式推出的標準庫指令說明資料。

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 輸入端設置為邏輯"0"

將 CPU 的允許模式選擇開關置為 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、寫一個字的數據就需要 1.85 ms 掃描時間。數據最多的情況下（讀、寫 120 字的數據），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據上；寫操作的時間主要消耗在發(fā)送數據上。

Modbus 地址

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

00001 - 09999：數字量輸出（ 線圈）

10001 - 19999：數字量輸入（觸點）

30001 - 39999：輸入數據寄存器（通常為模擬量輸入）

40001 - 49999：數據保持寄存器

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 內存儲區(qū)地址的 映射關系都類似。

Modbus 保持寄存器地址映射舉例：

Modbus 數字量地址映射舉例：

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

 

-------------------------Modbus RTU 主站常見問題-------------------

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 Modbus 通信協(xié)議，Modbus 數據的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分別表示數字量輸出、數字量輸入、模擬量輸入等數據地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數據地址與 S7-200 的 I/O 和數據存儲區(qū)地址間有特定的對應關系。

有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細提供了讀寫數據的詳細通信幀格式，其中包括如何指定 Modbus 站的地址，需要讀寫數據類型、長度等等。數據幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數據類型和地址，此字節(jié)的數據內容即所謂"功能碼"，如功能 1 指定讀取單個/多個數字量輸出點的值。

支持 Modbus 協(xié)議的設備或軟件，使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數據地址。Modbus 地址所訪問的數據，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 地址間的對應關系。

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。對于多數應用來說已經夠了。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。只需在調用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數賦相應的值即可，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據格式與第三方設備不一樣怎么辦？

西門子PLC數據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。若第三方設備與西門子數據存儲格式不同，是低位低存的方式，那么通信上來的數據就會存在錯誤，需要進行轉換才能使用。編程的方式比較多樣，針對雙字中高低字的交換可以使用SWAP(字交換）指令，若是字節(jié)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。