6ES73225FF000AB0

上海庆惜自动化设备有限公司

图书简介编辑

系统论述了西门子S7.300/400PLC的架构、原理与编程，并通过众多示例和大型案例给出了应用方法，具有较高的实用价值。分为3篇，共15章：PLC概述、PLC的组成与原理、PLC控制系统设计、S7-300/400系列PLC、S7.300/400系列PLC的硬件组成、S7-300/400系列PLC指令系统、S7-300/400系列PLC用户程序的组织结构、STEP7编程软件及其应用、S7-300/400系列PLC的通信功能、PCS7软件及其应用、数字量控制系统梯形图设计、PLC控制系统可靠性设计、网络通信实例、运动控制实例、过程控制实例等。重点**，层次分明，注重知识的系统性、针对性和**性；注重理论与实践联系，培养工程应用能力。

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对于入门读者，学习PLC较有效的途径是什么？第1步：宏观把握。全面掌握PLC的开发流程与开发工具，并通过一个开发方案巩固这些基本工具的使用。第2步：庖丁解牛。认真学习PLC的体系结构与指令系统，并通过大量的小示例透析硬件与软件的开发。第3步：更上层楼。学习PLC的模块功能、组态编程、通信网络、控制系统设计与维护。第4步：学以致用。通过经过实际应用的经典工程案例，实战开发，借鉴移植。由哈尔滨工程大学IRBELJ-SIEMENS**自动化技术示范实验室的*科研人员联合编着。全书基于西门子S7-300/400PLC，系统论述了S7-300/400PLC的硬件结构、指令系统、编程语言、开发方法、系统设计、STEP7编程、网络通信、PCS7编程、WinCC组态、数字量控制系统梯形图设计、PLC可靠性设计等知识。同时，结合作者多年的科研实践经验，给出了众多工程实例：2种运动控制综合实例、3种过程控制综合实例以及7种通信实例。 [1] 

本书共3篇15章，主要内容包括：PLC概述、PLC的组成与原理、PLC控制系统设计概述、S7-300/400系列PLC简介、S7-300/400系列PLC硬件组成、S7-300/400系列PLC指令系统、S7-300/400系列PLC用户程序结构、STEP7编程软件的使用方法、S7-300/400系列PLC通信功能、PCS7软件使用方法、数字量控制系统梯形图设计方法、PLC控制系统可靠性、抗干扰性设计、网络通信实例、运动控制实例、过程控制实例。全书重点**，层次分明，注重知识的系统性、针对性和**性；注重理论与实践联系，培养工程应用能力。另外，本书还配有完整实例程序，便于*。本书可作为普通高院校自动化、电气工程、测控技术与仪器、电子科学与技术、微电子学以及光信息科学与技术专业的本科生教材，也可作为相关工程技术人员的学习参考用书

S7-1200PLC上市多年,在工业自动化控制领域得到了广泛的应用。S7-1200PLC集成了高速脉冲计数、PID、运动控制等功能，在中小型PLC控制系统中具有工程集成度高、实现简单的特点。同时借助西门子新一代框架结构的TIA博途软件，可在同一开发环境下，组态开发PLC、HMI和驱动系统等，统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通，真正达到了控制系统的全集成自动化。本书深入浅出地介绍了在TIA博途V14SP1环境下如何组态和使用S7-1200PLC的PROFINET、PROFIBUS、MODBUSRTU、MODBUSTCP通信，以及编程、Web服务器、PID控制、高速计数、运动控制、轨迹追踪等功能，并且在每一章都汇总了常见问题，为读者答疑解惑。本书既适合新手快速入门，也可供有一定经验的工程师借鉴和参考，以及用作大专院校相关专业师生的培训教材。随书附带光盘提供了书中所介绍的示例项目，便于读者学习。

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公司始终本着"顾客至上"的经营理念，在为客户提供尖端技术的同时，我们同样非常注重售后服务。西门子上海庆惜自动化设备有限公司拥有多名技术人员，他们经过专业培训和长期实践，积累了丰富的现场经验，能做到24小时响应，处理各种故障和紧急情况， 使用户没有后顾之忧。 一直以来，其工作得到了用户的一致**。 

西门子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站协议库（西门子标准库指令）。 1

图 1. 西门子标准指令库（Micro/WIN V4.0 SP5）

注意

1. Modbus RTU 主站指令库的功能是通过在用户程序中调用预先编好的程序功能块实现的，该库对 Port 0 和 Port 1 有效。该指令库将设置通信口工作在自由口模式下。

2. Modbus RTU 主站指令库使用了一些用户中断功能，编其他程序时不能在用户程序中禁止中断。

3. Modbus RTU 主站库对CPU的版本有要求。CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01（即订货号为 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 主站指令库，可以读写 Modbus RTU 从站的数字量、模拟量 I/O 以及保持寄存器。

要使用 Modbus RTU 主站指令库，须遵循下列步骤：

1.安装西门子标准指令库

2.按照要求编写用户程序调用 Modubs RTU 主站指令库

安装西门子标准指令库

1.2 Modbus RTU 主站功能编程

1. 调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：

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图 2. 用 SM0.0 调用 Modbus RTU 主站初始化与控制子程序

各参数意义如下:

a.    EN    使能：    必须**每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）

b.    Mode    模式：    为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议

c.    Baud    波特率：    支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。

d.    Parity    校验：    校验方式选择

     0＝无校验

1＝奇较验

2＝偶较验   

e.    Timeout    **时：    主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。

      注意： 这个值必须设置足够大以**从站有时间响应。

f.    Done    完成位：    初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）

g.    Error         初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）：

     0＝ 无错误

1＝ 校验选择非法

2＝ 波特率选择非法

3＝ 模式选择非法

2. 调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；

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图 3. 调用Modbus RTU 主站读写子程序

各参数意义如下:

a.    EN    使能：    同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能

      注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以**所有读写指令循环进行（见例程）。

b.    First    读写请求位：    每一个新的读写请求必须使用脉冲触发

c.    Slave    从站地址：    可选择的范围   1 - 247

d.    RW    从站地址：    0 ＝ 读， 1 ＝ 写

      注意：

1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能

2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能

e.    Addr    读写从站的数据地址：

     选择读写的数据类型

     00001 至 0xxxx - 开关量输出

     10001 至 1xxxx - 开关量输入

30001 至 3xxxx - 模拟量输入

40001 至 4xxxx - 保持寄存器

f.    Count    数据个数    通讯的数据个数（位或字的个数）

      注意： Modbus主站可读/写的较大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）

g.    DataPtr    数据指针：    1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中

     2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中

h.    Done    完成位    读写功能完成位

i.    Error    错误代码：    只有在 Done 位为1时，错误代码才有效

     0 ＝ 无错误

注意：此指令库/程序的作者和拥有者对于该软件的功能性和兼容性不负任何责任。使用该软件的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为 此联系西门子技术支持与服务部门。

1.5 Modbus RTU 主站常问问题

Modbus RTU 主站库对 CPU 的版本是否有要求，为什么编译例子程序时，会遇到 4 个错误？

Modbus RTU 主站库对 CPU 的版本确实有要求，CPU 的版本必须为 2.00 或者 2.01(即订货号为6ES721*－***23-0BA*)，1.22 版本之前（包括 1.22 版本）的 S7-200 CPU 不支持。

Modbus 指令库启动后，如何通过同一个通信端口进行 CPU 监控？

Modbus 指令库使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通讯口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 编程通信监控。如果通信口都已经被占用，可以考虑：

加一个通信模块（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）扩展出一个编程通信口

中止自由口模式，可以将 CPU 上的模式开关从 RUN 拨到 S**；或者保持处于 RUN 状态，用程序停止指令库的 Modbus 模式（参见指令库应用）

 如何理解 Modbus 地址与功能码的区别？

Modbus 地址与 Modbus 的功能码是两个层次的概念。

 

根据 Modbus 通信协议，Modbus 数据的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分别表示数字量输出、数字量输入、模拟量输入等数据地址。在使用 S7-200 的指令库时，Modbus 数据地址与 S7-200 的 I/O 和数据存储区地址间有特定的对应关系。

 

有些设备表明它支持 Modbus RTU 通信协议，但也详细提供了读写数据的详细通信帧格式，其中包括如何* Modbus 站的地址，需要读写数据类型、长度等等。数据帧有特定字节指出此指令读写的数据类型和地址，此字节的数据内容即所谓"功能码"，如功能 1 *读取单个/多个数字量输出点的值。

 

支持 Modbus 协议的设备或软件，使用时用户直接设置或看到的应当是 Modbus 数据地址。Modbus 地址所访问的数据，是通过各种"功能"读写而来。功能码是 Modbus 地址的底层。如果 Modbus 通信的一方提供的所谓 Modbus 协议只有功能码，则需要注意了解此功能号与 Modbus 地址间的对应关系。

如何访问大于 9999 的保持寄存器地址？

通常 Modbus 协议的保持寄存器地址范围在 之间。对于多数应用来说已经够了。但有些 Modbus 从站把地址映射到保持寄存器区的地址**过 9999 的部分。

Modbus Master 协议库支持**过 9999 的保持寄存器地址。地址范围为 36。只需在调用 MBUS_MSG 子程序时给 Addr 参数赋相应的值即可，如 416768。

 Modubs Master 扩展地址模式仅支持保持寄存器区，不支持其他地址类型。

S7-200 作为 Modbus 主站方接收上来的数据格式与第三方设备不一样怎么办？

西门子PLC数据的存储格式为高位低存方式。举例：VD200中包含VW200和VW202，其中VW202是低字，VW200是高字。若第三方设备与西门子数据存储格式不同，是低位低存的方式，那么通信上来的数据就会存在错误，需要进行转换才能使用。编程的方式比较多样，针对双字中高低字的交换可以使用SWAP(字交换）指令，若是字节交换可以考虑循环移位指令。

S7-200 是否支持如 Modbus TCP 等其它协议？

不支持。S7-200自身的通信端口或其通信扩展模块均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信协议。

 为什么 S7-200 作 Modbus 主站时 MBUS_MSG 指令报6号错误？

引起6号错误主要有两方面的原因：1.多个 MBUS_MSG 指令同时使能执行；2. Modbus库存储区中分配的建议地址区与编程中已使用的V存储区有重叠。

2Modbus RTU从站

2.1 CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 从站通信协议

S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU协议，成为Modbus RTU从站。此功能是通过S7-200的自由口通信模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通信设备传输。

 详情请参考《S7-200系统手册》之相关章节。

要实现Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。

 Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通信0口（Port0）。

2.2 编程基本步骤：

检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库（图1），库中应当包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令库）软件包；