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西門(mén)子S7-200 Modbus 不能輪詢(xún)只能采集一次
2020/11/15 21:24:39

西門(mén)子S7-200 Modbus 不能輪詢(xún)只能采集一次

第一次用PLC,請多指教。按照范例,
用S7-200 Port1 做了一個(gè)輪詢(xún)采集2個(gè)模塊程序,
用上一MSG的Done觸發(fā)下一次的MSG。
用PORT0連接電腦下載好程序后,從STOP模式切換到RUN,
在Port1口上用串口助手監控PLC和模塊通信,2個(gè)模塊都有問(wèn)有答,
但是只有一次,不能自動(dòng)開(kāi)始第二次輪詢(xún)。

問(wèn)題補充:
根據范例程序寫(xiě)的程序如下,只能執行一次。麻煩看看哪里有問(wèn)題 ?


圖片說(shuō)明:

                    


程序輪循的機制與《S7-200 Modbus RTU 主站例程》中間的示例是否一樣;研究示例看看它的完整輪循機制,再看看你的為什么沒(méi)有形成輪循。
打開(kāi)鏈接就可以看到示例的鏈接如圖
http://www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/s7-200-portal/MicroPower2013/s7-200/communication/modbus/modbus%20master/Modbus%20master.htm
補充:
網(wǎng)絡(luò ) 3,指令的 ERROR 用的 MB1,與其它網(wǎng)絡(luò )中用到的位 M1.1、M1.0 重疊。調整一下

Modbus RTU 主站指令庫

西門(mén)子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協(xié)議庫(西門(mén)子標準庫指令)。


圖 1. 西門(mén)子標準指令庫(Micro/WIN V4.0 SP5)

 注意:

1. Modbus RTU 主站指令庫的功能是通過(guò)在用戶(hù)程序中調用預先編好的程序功能塊實(shí)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(hù)中斷功能,編其他程序時(shí)不能在用戶(hù)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(xiě) 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(mén)子標準指令庫
  2. 按照要求編寫(xiě)用戶(hù)程序調用 Modubs RTU 主站指令庫

 安裝西門(mén)子標準指令庫

 

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(dòng)其功能控制:


圖 2. 用 SM0.0 調用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序

各參數意義如下:

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)恢復為系統 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:
校驗方式選擇
 
0=無(wú)校驗
1=奇較驗
2=偶較驗   
e.
Timeout
超時(shí):
主站等待從站響應的時(shí)間,以毫秒為單位,典型的設置值為 1000 毫秒(1 秒),允許設置的范圍為 1 - 32767。
 
 注意: 這個(gè)值必須設置足夠大以保證從站有時(shí)間響應。
f.
Done
完成位:
初始化完成,此位會(huì )自動(dòng)置1??梢杂迷撐粏?dòng) MBUS_MSG 讀寫(xiě)操作(見(jiàn)例程)
g.
Error
初始化錯誤代碼(只有在 Done 位為1時(shí)有效):
 
0= 無(wú)錯誤
1= 校驗選擇非法
2= 波特率選擇非法
3= 模式選擇非法

 

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


圖 3. 調用Modbus RTU 主站讀寫(xiě)子程序

各參數意義如下:

a.
EN
使能:
同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫(xiě)功能(即 MBUS_MSG)使能
 
 注意:建議每一個(gè)讀寫(xiě)功能(即 MBUS_MSG)都用上一個(gè) MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來(lái)激活,以保證所有讀寫(xiě)指令循環(huán)進(jìn)行(見(jiàn)例程)。
b.
First
讀寫(xiě)請求位:
每一個(gè)新的讀寫(xiě)請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(xiě)
 
 注意:
1. 開(kāi)關(guān)量輸出和保持寄存器支持讀和寫(xiě)功能
2. 開(kāi)關(guān)量輸入和模擬量輸入只支持讀功能
e.
Addr
讀寫(xiě)從站的
選擇讀寫(xiě)的數據類(lèi)型
數據地址:
00001 至 0xxxx - 開(kāi)關(guān)量輸出
 
10001 至 1xxxx - 開(kāi)關(guān)量輸入
30001 至 3xxxx - 模擬量輸入
40001 至 4xxxx - 保持寄存器
f.
Count
數據個(gè)數
通訊的數據個(gè)數(位或字的個(gè)數)
 
 注意: Modbus主站可讀/寫(xiě)的最大數據量為120個(gè)字(是指每一個(gè) MBUS_MSG 指令)
g.
DataPtr
數據指針:
1. 如果是讀指令,讀回的數據放到這個(gè)數據區中
 
2. 如果是寫(xiě)指令,要寫(xiě)出的數據放到這個(gè)數據區中
h.
Done
完成位
讀寫(xiě)功能完成位
i.
Error
錯誤代碼:
只有在 Done 位為1時(shí),錯誤代碼才有效
 
0 = 無(wú)錯誤
1 = 響應校驗錯誤
2 = 未用
3 = 接收超時(shí)(從站無(wú)響應)
4 = 請求參數錯誤(slave address, Modbus address, count, RW)
5 = Modbus/自由口未使能
6 = Modbus正在忙于其它請求
7 = 響應錯誤(響應不是請求的操作)
8 = 響應CRC校驗和錯誤
-
101 = 從站不支持請求的功能
102 = 從站不支持數據地址
103 = 從站不支持此種數據類(lèi)型
104 = 從站設備故障
105 = 從站接受了信息,但是響應被延遲
106 = 從站忙,拒絕了該信息
107 = 從站拒絕了信息
108 = 從站存儲器奇偶錯誤

 

常見(jiàn)的錯誤:

  • 如果多個(gè) MBUS_MSG 指令同時(shí)使能會(huì )造成 6 號錯誤
  • 從站 delay 參數設的時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )造成主站 3 號錯誤
  • 從站掉電或不運行,網(wǎng)絡(luò )故障都會(huì )造成主站 3 號錯誤

3. 在 CPU 的 V 數據區中為庫指令分配存儲區(Library Memory)

Modbus Master 指令庫需要一個(gè)284個(gè)字節的全局 V 存儲區。

 參考:分配庫指令數據區

 

關(guān)于 Modbus RTU 主站協(xié)議庫的補充說(shuō)明

此為西門(mén)子正式推出的標準庫指令說(shuō)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 輸入端設置為邏輯“0”
  • 將 CPU 的允許模式選擇開(kāi)關(guān)置為 STOP 位置

Modbus RTU Master 協(xié)議庫的執行時(shí)間:

Modbus RTU Master 協(xié)議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長(cháng)的執行時(shí)間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化,在后續的每個(gè)掃描周期中只占用 0.41 ms。

調用 MBUS_MSG 子程序會(huì )加長(cháng)處理時(shí)間。大部分時(shí)間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫(xiě)一個(gè)字的數據就需要 1.85 ms 掃描時(shí)間。數據最多的情況下(讀、寫(xiě) 120 字的數據),掃描時(shí)間大概會(huì )擴增加 222 ms。讀操作的時(shí)間主要消耗在接收數據上;寫(xiě)操作的時(shí)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(lèi)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(xiě)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(xiàn)圈)
  • 10001 - 19999:數字量輸入(觸點(diǎn))
  • 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(xiě),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(xiě) Modbus 從站須支持的功能
00001 - 09999
數字量輸出
功能 1
寫(xiě) 功能 5:寫(xiě)單輸出點(diǎn)
功能 15:寫(xiě)多輸出點(diǎn)
10001 - 19999
數字量輸入
功能 2
寫(xiě)

30001 - 39999
輸入寄存器

功能 4
寫(xiě)
40001 - 49999
保持寄存器
功能 3
寫(xiě) 功能 6:寫(xiě)單寄存器單元
功能 16:寫(xiě)多寄存器單元

 

Modbus 地址和 S7-200 存儲區地址的映射

S7-200 通過(guò) Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時(shí),Modbus 地址和 S7-200 內存儲區地址的 映射關(guān)系都類(lèi)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 9A BC

S7-200 存儲區字尋址

VW200

12 34
VW202 56 78
VW204 9A BC

S7-200 存儲區字節尋址

VB200 12
VB201 34
VB202 56
VB203 78
VB204 9A
VB205 BC

Modbus 數字量地址映射舉例:

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


圖 4. 數字量地址映射舉例

Modbus RTU 主站例程

為了更好地理解 Modbus 主站的編程,可參考下面的例程。

例子程序1: 多個(gè)MBUS_MSG指令輪詢(xún)執行,

 注意:
1. 該例程使用 Micro/WIN V4.0 SP5 保存。
2. 該例程僅訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)從站,若訪(fǎng)問(wèn)不同的從站,可通過(guò)改變從站地址來(lái)實(shí)現。

 Modbus RTU 主站指令庫應用例程

例子程序2:反復激活單個(gè)MBUS_MSG指令:

Modbus RTU 主站變址方式輪詢(xún)訪(fǎng)問(wèn)應用例程

 注意:此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風(fēng)險完全由用戶(hù)自行承擔。由于它是免費的,所以不提供任何擔保,錯誤糾正和熱線(xiàn)支持,用戶(hù)不必為 此聯(lián)系西門(mén)子技術(shù)支持與服務(wù)部門(mén)。

S7-200做主站S7-300 CP341做從站的Modbus RTU通訊

參考如下鏈接中介紹:

S7-200做主站S7-300 CP341做從站的Modbus RTU通訊

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/81012111

 

常問(wèn)問(wèn)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(shí),會(huì )遇到 4 個(gè)錯誤?

Modbus RTU 主站庫對 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(dòng)后,如何通過(guò)同一個(gè)通信端口進(jìn)行 CPU 監控?

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(kāi)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(jiàn)指令庫應用)

 如何理解 Modbus 地址與功能碼的區別?

Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個(gè)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(shí),Modbus 數據地址與 S7-200 的 I/O 和數據存儲區地址間有特定的對應關(guān)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(xiě)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(xiě)數據類(lèi)型、長(cháng)度等等。數據幀有特定字節指出此指令讀寫(xiě)的數據類(lèi)型和地址,此字節的數據內容即所謂“功能碼”,如功能 1 指定讀取單個(gè)/多個(gè)數字量輸出點(diǎn)的值。

支持 Modbus 協(xié)議的設備或軟件,使用時(shí)用戶(hù)直接設置或看到的應當是 Modbus 數據地址。Modbus 地址所訪(fǎng)問(wèn)的數據,是通過(guò)各種“功能”讀寫(xiě)而來(lái)。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(guān)系。

 如何訪(fǎng)問(wèn)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(lái)說(shuō)已經(jīng)夠了。但有些 Modbus 從站把地址映射到保持寄存器區的地址超過(guò) 9999 的部分。

Modbus Master 協(xié)議庫支持超過(guò) 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(shí)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,不支持其他地址類(lèi)型。

 S7-200 作為 Modbus 主站方接收上來(lái)的數據格式與第三方設備不一樣怎么辦?

西門(mén)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(mén)子數據存儲格式不同,是低位低存的方式,那么通信上來(lái)的數據就會(huì )存在錯誤,需要進(jìn)行轉換才能使用。編程的方式比較多樣。例如,針對單個(gè)字中高低字節的交換可以使用SWAP(字節交換)指令,若是雙字中高低字的交換可以考慮循環(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(shí) 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(gè) MBUS_MSG 指令同時(shí)使能執行;2. Modbus庫存儲區中分配的建議地址區與編程中已使用的V存儲區有重疊。

 


 參考:Modbus RTU 從站指令庫

 


圖片說(shuō)明:

  


提問(wèn)者對于答案的評價(jià):
的確是Error位與Done位重疊了,改過(guò)來(lái)就可以輪詢(xún)了。
再請教個(gè)問(wèn)題,為什么啟動(dòng)的觸發(fā)位(網(wǎng)絡(luò )2)要在Modbus初始化之前(網(wǎng)絡(luò )3),之前看有人回答這個(gè)問(wèn)題但沒(méi)有理解。

最佳答案作者回復:
在第N個(gè)掃描周期網(wǎng)絡(luò )3初始化完成,本掃描周期不執行讀寫(xiě)指令。
等到N+1一個(gè)掃描周期,執行第一個(gè)讀寫(xiě)指令。
主要是在實(shí)際應用中發(fā)現這樣寫(xiě)輪循流暢。我想是與初始化完成后,通訊線(xiàn)路上有足夠的空閑時(shí)間使其恢復平靜。

smart200PLC能否分成兩個(gè)網(wǎng)段:1,一個(gè)網(wǎng)段與另一臺進(jìn)工業(yè)環(huán)網(wǎng);2.另一個(gè)網(wǎng)段與變頻器通信;3.如果可以的話(huà),需要選擇哪個(gè)型號的PLC,或者擴展什么樣的模塊?



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