1 引言 工業(yè)控制已從單機(jī)控制走向集中監(jiān)控、集散控制，如今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)集約制造時(shí)代。工業(yè)控制器連網(wǎng)也為網(wǎng)絡(luò)管理提供了方便。Modbus就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的一種。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通訊約規(guī)。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為主流的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。他為符合Modbus協(xié)議的不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。 2 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中的應(yīng)用原理 2.1 Modbus RTU協(xié)議與S7-200相互關(guān)系簡介 S7-200 CPU上的通訊口Port0可以支持Modbus RTU協(xié)議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通訊模式實(shí)現(xiàn)，因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺(tái)等慢速通訊設(shè)備傳輸。 如果想在S7-200 CPU與其他支持Modbus RTU的設(shè)備使用Modbus RTU協(xié)議通訊，需要由有S7-200 CPU做Modbus主站。S7-200 CPU做主站必須由用戶自己用自由口模式，按相關(guān)協(xié)議編程。 在S7-200控制系統(tǒng)應(yīng)用中，Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通訊0口（Port0）。要實(shí)現(xiàn)Modbus RTU通訊，需要Step7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝Step7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的。 2.2 Modbus RTU協(xié)議在S7-200中應(yīng)用的基本過程 （1） 首先檢查S7-200控制系統(tǒng)中所用Micro/WIN的軟件版本，應(yīng)當(dāng)是Step7-Micro/WIN V3.2以上版本。 　 （2） 檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應(yīng)當(dāng)包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個(gè)子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）軟件包，如圖1所示。 （3） 編程時(shí)使用SM0.1—調(diào)用子程序MBUS_INIT進(jìn)行初始化，使用SM0.0—調(diào)用研究MBUS_SLAVE，并指定相應(yīng)參數(shù)。關(guān)于參數(shù)的詳細(xì)說明，可在子程序的局部變量表中找到。示例參見圖2: 圖2中參數(shù)意義如下: ● 模式選擇:啟動(dòng)/停止Modbus，1=啟動(dòng);0=停止; ● 從站地址:Modbus從站地址，取值1～247; ● 波特率:可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600; ● 奇偶校驗(yàn):0=無校驗(yàn);1=奇校驗(yàn);2=偶校驗(yàn); ● 延時(shí):附加字符間延時(shí)，缺省值為0; ● 最大I/Q位:參與通訊的最大I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128; ● 最大AI字?jǐn)?shù):參與通訊的最大AI通道數(shù)，可為16或32; ● 最大保持寄存器區(qū):參與通訊的V存儲(chǔ)區(qū)字（VW）; ● 保持寄存器區(qū)起始地址:以&VBx指定（間接尋址方式）; ● 初始化完成標(biāo)志:成功初始化后置1; ● 初始化錯(cuò)誤代碼; ● Modbus執(zhí)行:通訊中時(shí)置1; ● 錯(cuò)誤代碼:0=無錯(cuò)誤。 （4） 注意的問題 　 調(diào)用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）需要分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)（Library Memory）。庫指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應(yīng)庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲(chǔ)空間。如果在編程時(shí)不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多相同的錯(cuò)誤。 由子程序參數(shù)HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器區(qū)，是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中分配，此數(shù)據(jù)區(qū)不能和庫指令數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊，否則在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，不能正常通訊。注意Modbus 中的保持寄存器區(qū)按“字”尋址，即MaxHold規(guī)定的是VW而不是VB的個(gè)數(shù)。 3 Modbus RTU協(xié)議測試 包含Modbus RTU從站指令庫的項(xiàng)目編譯、下載到CPU中后，在編程計(jì)算機(jī)（PG/PC）上運(yùn)行一些Modbus測試軟件可以檢驗(yàn)S7-200的Modbus RTU通訊是否正常，這對查找故障點(diǎn)很有用。測試軟件通過計(jì)算機(jī)串口（RS-232）和PC/PPI電纜連接CPU。（以ModSCAN32測試軟件為例作以檢測說明） 　3.1 測試軟件 　 測試軟件ModSCAN32如圖3所示。 圖3中，ModSCAN32測試軟件的畫面中相關(guān)參數(shù)意義如下: Address:Modbus中存儲(chǔ)區(qū)的起始地址; Device Id:PLC Modbus的端口地址; Length:參與通訊的V存儲(chǔ)區(qū)字的長度。 3.2 參數(shù)設(shè)置 對ModSCAN32測試軟件的通訊參數(shù)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置，要與S7-200的Modbus RTU指令庫MBUS_INIT中所設(shè)定的參數(shù)相統(tǒng)一，這樣即可進(jìn)行通訊檢測。ModScan32通訊參數(shù)設(shè)置如圖4所示。 4 Modbus RTU地址與S7-200的地址對應(yīng)關(guān)系 　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類地址的對應(yīng)關(guān)系如附表所示: 附表 Modbus地址對應(yīng)表 說明：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） 其中T為偶數(shù)。 5 結(jié)束語 　Modbus RTU作為一種工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，其在如今眾多的控制器之間進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控、相互通訊等方面發(fā)揮著重大作用，本文以典型的S7-200控制系統(tǒng)為例，詳述了如何應(yīng)用Modbus RTU通訊協(xié)議以及檢測方法，使得控制器之間的通訊變得更加簡易和清晰。