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软件编写

S7-1500 实现 Modbus-RTU 功能，需要调用以下指令，见下表 3，其中“Modbus_Comm_Load ”指令用于通信模块的组态， “Modbus_Master ” 指令和“Modbus_Slave ” 指令分别实现 Modbus 主站通信和 Modbus 从站通信“Modbus_Comm_Load ”指令和 “Modbus_Master ”/ “ Modbus_Slave ”指令是通过 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “MB_DB ”参数来实现关联的。

表 3. Modbus-RTU 相关指令

     

    在此，编写 Modbus 主站程序，添加一个新 FB ，将其命名为“ModbusMaster ”，如下图 5：

图 5：添加 Modbus-Master 功能块

在该 FB 中以多重背景方式调用 “Modbus_Comm_Load ”指令，该指令在指令目录下“通信 —〉通信处理器 —〉Modbus （RTU ）”下，如下图 6：

图 6 ：调用 “Modbus_Comm_Load ”

        在该 FB 中以多重背景方式调用 “Modbus_Master ”指令，该指令在指令目录下“通信—〉通信处理器—〉 Modbus （RTU ）”下，如下图 7：

图 7 ：调用 “Modbus_Master ”指令

         对 “ Modbus_Comm_Load ”指令进行参数化，由于该指令参数较多，在此只列出必须要关注的参数，如下表 4 所示，其它参数解释见手册或在线帮助。

         表 4. Modbus_Comm_Load 主要参数列表

         要为 “Modbus_Comm_Load ”指令指定端口，即该指令是针对哪个点对点模块进行参数化的。在硬件配置中，每个硬件均有一个硬件标识符，该硬件标识符在硬件属性中可以查看到，如下图 8：

图 8：在硬件属性中查看模块硬件标识符

 同样，该硬件标识符也可以在 “PLC 变量 —〉显示所有变量 —〉系统变量”下可以查看到，如下图 9：

图 9 ：PLC 变量表中查看系统常量

         可以通过如图 10 所示方法，通过拖拽的方式，将 Modbus 主站接口的硬件标识符拖至 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “Port”接口参数处，如下图 10：

图 10 ：为“ Modbus_Comm_Load ”指定端口

         定义端口的工作模式，本示例中，点对点模块的工作模式为 RS485 ，需要将 “Modbus_Comm_Load ”背景数据中静态变量的 “MODE ”参数赋值为 4，赋值既可以通过 “Move ”指令来完成，也可以通过直接修改该静态变量的默认值来实现，本实例使用后一种方法，参见下图 11：

图 11 ：定义 Modbus-RTU 主站端口工作模式为 RS485

         通过对 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “MD_DB ”参数赋值，将 “Modbus_Comm_Load ”指令与 “Modbus_Master ”指令进行关联，即将 “Modbus_Master ”指令的背景 DB 块中静态变量 “MB_DB ”赋值给 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “MD_DB ”，可以通过拖拽的方式来实现，拖拽路径如下图 12：

         图 12 

对“ Modbus_Comm_Load ”指令的 “ MD_DB ”参数赋值除以上操作外，对于 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “REQ ”参数，本实例使用 PLC 的首个扫描位来完成。其它参数如波特率，奇偶校验等，请根据实际使用情况对这些参数进行赋值，因本实例波特率为 9600bit/s ，无奇偶校验，以上参数使用缺省设置即可。对指令 “Modbus_Master ”进行参数设置，该指令主要参数如下表 5所示：

       表 5. Modbus_Master 主要参数列表

     表五

 由于 Modbus 指令读取或写入的数据区必须为指针寻址，必须是有地址的区域方可访问，而 S7-1500 创建的 DB 块缺省为优化的 DB 块，变量没有地址，无法直接使用。本例中我们创建 DB 块，并在该 DB 块内创建一个名为 “M_Data ”的数组，类型为 WORD ，长度为 100 ，即创建了 100 个字的存储空间。在该 DB 块点右键，在属性中将“优化的块访问”前的勾去掉，重新编译该 DB 块，该 DB 块就会生成，可以看到每个变量都有偏移地址了，如下图 13：

图 13 ：创建一个标准 DB 块

         根据下表 6 所示的 Modbus 功能码，本实例需要 Modbus 主站读取 Modbus 从站保持寄存器从起始地址开始的 10 个字的内容到创建的 “Master_Data ”中，即 Modbus 功能码 03 的功能。

表6：Modbus 功能码的选择

    根据以上要求，则 “Modbus_Master ”指令应按如下赋值：

    “REQ ”：本实例使用 PLC 时钟信号来完成，即下图中的 M0.5 ；

    “MB_ADDR ”：2 // 访问的从站地址；

    “MODE ”：0；// 与“DATA_ADDR ”参数一起决定 Modbus 功能码为 03

    “DATA_ADDR ”:40001 // Modbus 地址

    “DATA_LEN ”：10 // 数据长度为 10 个字

    “DATA_PTR ”：该参数可以通过拖拽的方式，将创建的标准 DB 内的变量 “M_Data ”拖拽到 “DATA_PTR ”处，拖拽路径如下图 14：

图 14 ：为“ Modbus_Master ”指令进行参数赋值

编写 Modbus_RTU 从站程序，参照主站的程序，添加一个新 FB2“Modbus-Slave ”，在该 FB 中以多重背景方式调用“Modbus_Comm_Load ”指令，同样为该指令选择 ET 200SP 的硬件地址，其它通信参数如波特率、奇偶校验等与主站的“Modbus_Comm_Load ”指令相同，如下图 15 ：

图 15：在从站 FB 中调用 “Modbus_Comm_Load ”指令

       使用定义主站端口的工作模式相同的方法，将从站点对点模块的工作模式定义为RS485 ，需要将 “Modbus_Comm_Load ”背景数据中静态变量的 “MODE”参数赋值为 4，如下图 16：

图 16 ：定义 Modbus-RTU 从站端口工作模式为 RS485

       以多重背景的方式调用从站指令 “ Modbus_Slave ”指令，并设置Modbus 从站地址为 2，并为从站创建一个标准的 DB 块“Slave Data ”，长度根据实际情况定，本例中在 “Slave Data ”中创建了一个长度为 200 字的数组，并将该变量以拖拽的形式（也可以通过指针 P# 的方式），将该变量填在“Modbus_Slave ”的“MB_HOLD_REG ”参数处，如下图 17：

图 17 ：调用 “Modbus_Slave ”指令

对 “ Modbus_Comm_Load ”指令的 “ MD_DB ”参数赋值，将 “Modbus_Comm_Load ”指令与 “Modbus_ Slave ”指令进行关联，即将 “Modbus_Slave ”指令的背景 DB 块中静态变量 “ MB_DB ”赋值给 “Modbus_Comm_Load ”指令的 “MD_DB ”，可以通过拖拽的方式来实现，拖拽路径如下图 18：

     图 18

     将“ Modbus_Slave ” 指令和 “Modbus_Comm_Load ”指令关联在 OB1 中分别调用 Modbus 主站程序块和 Modbus 从站程序块，并为其分配全局 DB 块，如下图 19：

图 19

在 OB1 中分别调用主站程序和从站程序至此，程序编写基本结束，建立 2 个变量监视表，分别用来监视 Modbus 主站数据和 Modbus 从站数据，将该例程下载到 PLC 后，可以看到通信模块对应的收发 LED 指示灯在闪烁，表示端口正在发送 / 接收数据。将 DB 块“Slave Data ”中的变量赋值，监视主站 “Master Data ”中的变量，可以看到主站已经读取到从站的数据，如下图 20：

     图 20： 使用变量监视表测试

主站侧已成功读取到从站数据Modbus 其它功能码使用方法类似，请参照表 6 修改相应的变量即可，此处不再一一举例。也可以根据此例程，举一反三，编写 Modbus-RTU 轮询程序。