实验报告7_Modbus通信.docVIP

Task Report Purpose 实验目的 1、学习Modbus通信协议的原理和使用方法 Equipment 实验设备 Hardware and firmware硬件及固件 设备名称 数量 订货号 224XP CPU DC/DC/DC SIMATIC S7-200, CPU 2 6ES7 214-1AD23-0XB0 SIMATIC S7-200, PC/PPI CABLE 2 6ES7 901-3CB30-0XA0 SITOP SMART POWER DC 24V-5A 1 6EP1 333-2AA01-Q627 FROFIBUS DP 1 6XV1 830-0EH10 Software and version软件及版本 名称 版本 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP9 Process and emphases 实验流程与重点难点 实验内容 编程实现主站与从站之间的数据交换 3.2 实验过程 电气连接 如图1所示，将电源提供的24V电压分别于PLC的24V电源接入端口相连，并且将输入方向的M与1M端口短接。 PPI CABLE端口与PLC 端口1（port1）相连，通过PPI电缆实现在线监控。 PROFIBUS通讯电缆分别与两个PLC的port0相连（Modbus通讯使用的是port0）。 用导线将输入端口IB0和IB1全部引出。 图1 S7-200组成示意图 端口定义 主站程序中，I0.0用于触发读写命令。 从站程序中，将IB0和IB1输入状态传送给主站，在主站程序中通过状态表读出。从站接收主站发送的数值并且赋值给QB0和QB1，观察指示灯的变化。 程序设计 数据寄存器的通讯实验（读写PLC V区数据的循环通讯） 数据寄存器的Modbus地址为40001~49999，要实现主站与从站之间的循环通讯，可以将V区的数据作为发送和接收的对象。主站给从站V区的某一范围内写入字节，由从站对接收的字节做处理（加、减变化）后再次由主站读取，实现循环通讯（在状态表中观察选中的V区数值是否能够递增或递减变化）。 主站程序设计： Modbus RTU主站初始化与控制程序如图2所示，其中EN为使能信号，Mode为‘1’时，相当于选中自由口通讯模式（与自由口通讯实验中给SMB30赋值的原理一样）。波特率选择9600bps，校验方式选择无校验，Timeout为主站等待从站响应时间，一般经三次握手后从站还没有响应，则通讯超时。初始化完成后Done信号跳变为‘1’，一般可以用M0.0启动 MBUS_MSG 的读写操作。 图2 Modbus RTU主站初始化与控制程序图 Modbus读写程序如图3、图4所示，因为Modbus通信的读和写不能同时进行，因此每一个读写功能（MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行。 RW为1时，主站将VB1000为首地址的1个字（count代表字节数）发送到从站40001地址对应的V区中，写指令完成后，M2.0为‘1’，将M0.1和M2.1复位，断开写指令，同时触发读指令运行。 RW为0时，主站将从站40001地址对应的V区数值写入VB1000为首地址的存储器中，读指令完成后，M2.1为‘1’，将M2.0复位，断开读指令，同时触发写指令运行。 以上过程可以充分确保通讯在同一时刻只能有一个读写功能。 图3 主站写程序 图4 主站读程序 从站程序设计： 从站主要负责对写入的V区数据执行INC_B指令。从站初始化指令如图5所示，MBUS_INIT指令被用于启用和初始化或禁止Modbus通讯。在使用MBUS_SLAVE指令之前，必须正确执行MBUS_INIT指令（该条指令只需触发接通一次，可用SM0.1）。 Mode为‘1’，代表选择自由口通讯模式； Addr代表设置的从站地址，与主站指令MBUS_MSG中的slave要一致； Baud为波特率； Parity为设置的校验位； Delay与主站指令MBUS_CTRL中Timeout不同，Delay代表延迟时间； MaxIQ为参与通信的最大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128； MaxAI为参与通信的最大AI通道数，可为16或32（有些时候选择的PLC版本过低，MaxAI写入的数据位32时会报错）； MaxHold为最大保持寄存器区，即参与通信的V存储区字（VW）； HoldStart为保持寄存器区起始地址，以VBx指定，例如主站中写入的地址为40001，从站Holdst为VB1000，则V区读写首地址为VB1000；如果主站写入地址为40010，从站Holdstart为VB1000，则V区读写首地址为VB1018。因为主站设置读写的保持寄存器区地