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SIMATIC S7-200SMART, ANALOG INPUT SM TC04 4AI, 4 AI, 4 X AI THERMOCOUPLE
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| 一般信息 | ||
| 冗余 | ||
| ● 冗余功能 | 否 | |
| 电源电压 | ||
| 额定值 (DC) | ||
| ● DC 24 V | 是; 标准24 V | |
| 允许范围，下限 (DC) | 20.4 V | |
| 允许范围，上限 (DC) | 28.8 V | |
| 反极性保护 | 是 | |
| 电源导线的外部保险装置（推荐） | 不需要 | |
| 输入电流 | ||
| 耗用电流，典型值 | 30 mA; 24 V DC 用户电源的电流消耗 | |
| 耗用电流，最大值 | 40 mA; 20.4 V DC 时和最大负载时 | |
| 来自背板总线 DC 5 V，典型值 | 70 mA; 5 V DC 来自 CPU 模块 | |
| 来自背板总线 DC 5 V，最大值 |
80 mA |
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SINAMICS S120具有0.12 - 4500 kW的超宽功率应用范围。其中单轴AC/AC驱动器分为模块型和装机机柜型；多轴DC/AC驱动器分为紧凑书本型、书本型、装机机柜型和机柜单元。
S120允许不同功率等级与控制性能的单元自由组合，所有系统组件之间都具有高度的兼容性。同时可通过简单并联就可实现功率的增容，为精确选型提供可能，其高度灵活的模块化设计完全能够满足客户的各种要求。
---结构紧凑的变频器
---两象限运行，不可向电网回馈能量
---包含组件:
------整流侧：晶闸管或二极管模块 + 预充电电路
------直流母线电容组
------逆变侧：IGBT模块
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
---功率范围：
------0.12 – 0.75 kW @ 1AC 200 - 240 V
------0.37 – 250 kW @ 3AC 380 - 480 V
1.基本型电源：紧凑、经济的解决方案，用于无需能量回馈的驱动系统
---单象限运行，不可向电网回馈能量
---结构紧凑，价格经济
---包含组件:
------晶闸管或二极管模块
------直流母线电容组
------预充电电路
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
2.智能型电源：不可控整流/回馈的解决方案，用于需要能量回馈的驱动系统
---四象限运行，可向电网回馈能量，采用IGBT模块可防止逆变颠覆
---无需自耦变压器
---结构紧凑，价格经济
---包含组件:
---IGBT模块
---直流母线电容组
---进线电源电压测量电路
------进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C3 类的限制范围内（仅装机装柜型）
3.有源型电源：可控整流/回馈的解决方案，用于高动态性和高稳定性要求的驱动系统
---四象限运行，可向电网回馈能量
---直流母线电压恒定，适合于高动态响应的应用
---运行可靠性高，有一定耐受电网电压跌落能力
---包含组件:
------ALM：IGBT模块 + 直流母线电容组
------AIM：进线电抗器 + 电网净化滤波器 + 进线电源电压测量电路 + 预充电电路（仅装机装柜型） + 进线滤波器，将干扰限制在 EN 61800-3 规定的C3类的限制范围内（仅装机装柜型）
---结构紧凑的逆变器
---运行安静 / 噪声水平 67 - 73 dB
---高效的功率部件保护
---功率范围：
------1.6 – 3000 kW @ 3AC 380 - 480 V
------55 – 4500 kW @ 3AC 500 - 690 V
相关文档：
产品样本：S120运动控制系统 PM21.en
设备手册：S120书本型功率部件
设备手册：S120装机装柜型功率单元
设备手册：S120 AC驱动
SINAMICS S120的控制单元用于控制整个驱动系统，包括功率模块、电源模块和电机模块等，它可以连接丰富的选件：通讯扩展板、操作面板、端子扩展模块、编码器模块等，用于控制功能的扩展。
CU320-2 DP/CU320-2 PN：用于多轴应用的控制单元
CU310-2 DP/CU310-2 PN：用于单轴应用的控制单元
---高级操作面板 AOP30
---基本操作面板 BOP20
---TB30：扩展4 x DI、4 x DO、2 x AI、2 x AO
---CBC10：CAN总线通讯
---CBE20：ProfiNET通讯
---TM31：扩展8 x DI、4 x DIO、2 x AI、2 x AO、2 x 继电器输出、1 x 温度传感器输入
---TM15：扩展24 x DIO
---TM41：扩展4 x DI、4 x DIO、1 x AI、TTL编码器
---TM54F：安全控制端子扩展
---TM120：温度传感器输入扩展
---SMC 10 旋转变压器适配模块
---SMC 20 绝对值编码器适配模块
---SMC 30 增量式编码器适配模块
---SMC 40 EnDat 2.2 编码器适配模块
电压测量模块VSM10
DRIVE-CLiQ Hub 模块DMC20
相关文档：
设备手册：S120控制单元和扩展系统组件
SINAMICS S120的控制单元必须配合CF来使用，CF卡内带有S120的固件和参数设置，固件版本可以通过订货号中的两位体现出来，目前最新的固件版本为V4.6。
当需要性能扩展以及扩展集成安全功能时，需要单独订购授权，并在CF卡的订货号中体现出来，详情见视频《S120产品简介——功率与控制部分》
功率单元、控制单元和CF卡为SINAMICS S120驱动系统必须的三个部分，关于它们的详细介绍，请参见以下视频《S120产品简介——功率与控制部分》
除了必需的功率部分和控制部分，SINAMICS S120传动系统还需要选配系统元件，以保证传动装置和电机的正常运行，同时减小传动装置对电源的影响。它们包括：
---进线电抗器
------用于基本整流装置 uk = 2%
------用于回馈整流装置 uk = 4%
------平滑输入电流
------减少变频器对电网电能质量的影响和干扰
---进线滤波器
------与进线电抗器一起工作，当变频器运行于民用环境时，将变频器工作时产生的无线干扰限制在 EN 61800-3 规定的 C2 类的范围内
------只适用于中性点接地系统（ TN或TT电网）
---制动单元制动电阻
------仅在公共直流母线高于设定阈值时开始工作
------通过制动电阻消耗再生制动能量
------自动运行，无需控制回路
------电容模块：增加直流母线电容值以补偿瞬间失电
------控制电源模块：通过公共直流母线或外部电源（3AC 380-480 V）产生 24V 输出
---输出电抗器
------电机电缆长度大于 300 / 450 米 ( 屏蔽 / 非屏蔽 ) 时需要加装
------减小电机电缆的容性漏电流
------与电机电缆等效电容共同作用，减小了输出侧的电压上升率
---带VPL的dv/dt滤波器
------限制输出侧电压上升率： du/dt < 500 V/µs
------限制输出侧的线电压尖峰值
------使变频器能够驱动没有绝缘强化的电机
---正弦波滤波器
------一阶 LC 低通滤波器，使得电机线电压近似正弦波
------减小电机噪声S7-200和S7-300进行MPI通信
S7-200 PLC与S7-300 PLC之间采用MPI通讯方式时，S7-200 PLC中不需要编写任何与通讯有关的程序，只需要将要交换的数据整理到一个连续的V 存储区当中即可，而S7-300 PLC中需要在组织块OB1（或是定时中断组织块OB35）当中调用系统功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68)，以实现S7-200 PLC与S7-300 PLC之间的通讯。调用SFC67和SFC68时VAR_ADDR参数填写S7-200的数据地址区，由于S7-200的数据区为v区，这里需填写 P#DB1.DBX×× BYTE n 对应的就是S7200 V存储区当中VB××到VB（××＋n）的数据区。例如交换的数据存在S7-200中VB50到VB59这10个字节当中，VAR_ADDR参数应为 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根据S7-300的硬件配置，在STEP7当中组态S7-300站并且下载，注意S7-200和S7-300出厂默认的MPI地址都是2，所以必须修 改其中一个PLC的站地址，例子程序当中将S7-300 MPI地址设定为2，S7-200地址设定3，另外要分别将S7-300和S7-200的通讯速率设定一致，可设为9.6K，19.2K，187.5K三 种波特率，例子程序当中选用了19.2K的速率。
S7-200 PLC修改MPI地址可以参考下图：
图1 S7-200 设置MPI地址
S7-300 PLC修改MPI地址可以参考下图：
图2 S7-300 设置MPI地址
例子程序在OB1当中调用数据读写功能块：SFC67和SFC68，如下图：
图3 程序编写
分别在STEP7 MicroWin32 和STEP7当中监视S7-200和S7-300 PLC当中的数据，数据监视界面如下：
图4 S7-200监控结果
图5 S7-300监控结果
通过CP5611，STEP7 MicroWin32， Set PG/PC Interface可以读取S7200和S7300的站地址，如下图：
图6 CP5611诊断结果（站地址0为进行编程的计算机）
图7 使用STEP7 MicroWin32诊断结果
2.S7-200和S7-300进行PROFIBUS通信
S7-300与S7-200通过EM277进行 PROFIBUS DP通讯，需要在STEP7中进行S7-300站组态，在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程，只需要将要进行通讯的数据整理存放在V 存储区，并且S7-300组态EM277从站时设置正确的地址即可。
插入一个S7-300的站：
图8 S7-300组态
选中STEP7的硬件组态窗口中的菜单 Option® Install new GSD（GSD 文件下载：113652）
导入SIEM089D.GSD文件，安装EM277从站配置文件，如下图：
图9 安装GSD
在SIMATIC文件夹中有EM277的GSD文件：
图10 安装GSD
导入GSD文件后，在右侧的设备选择列表中找到EM277从站，PROFIBUS DP®Additional Field Devices®PLC®SIMATIC®EM277,并且根据通讯字节数，选择一种配置，本例选择8字节入/8字节出的方式，如下图：
图11 通信区域组态
根据EM277上的拨位开关设定以上EM277从站的站地址。
图12组态DP通信地址
组态完系统的硬件配置后，将编译下载到S7-300的PLC当中。S7-300的硬件下载完成后，将EM277的拨位开关拨到与以上硬件组 态的设定值一致，在S7-200中编写程序将进行交换的数据存放在VB0－VB15，对应S7-300的PQB0-PQB7和PIB0-PIB7，打开 STEP7中的变量表和STEP7 MicroWin32的状态表进行监控，它们的数据交换结果如下图：
图13 通信数据监控
图14 通信数据监控
注意：VB0－VB7是S7－300写到S7－200的数据，VB8－VB15是S7－300从S7－200读取的值。EM277上拨位开 关的位置一定要和S7－300中组态的地址值一致。如果使用的S7-200通信区域不从VB0开始，则需要设置地址偏移，在S7-300硬件组态中双击 EM277，修改数值0为实际使用的数值即可，如下图所示：
图15 地址区域偏移设置
3.S7-200和S7-300进行以太网通信
可以把S7-200的以太网模块CP243-1配置为CLIENT，使用STEP 7 Micro/WIN32中的向导进行通信的配置即可。在命令菜单中选择工具--> 以太网向导。
图16 打开以太网向导
第一步是对以太网通信的描述.点击下一步开始以太网配置。
图17 向导介绍
在此处选择模块的位置,在线的情况下，您也可以用读取模块按钮搜寻在线的CP243-1模块。点击下一步；
图18 读取模块
在此处填写IP地址和子网掩码。点击下一步；
图19 地址设置
需要填写模块的连接数目，如只和CP343-1通信则在此处填写1，点击下一步。
图20 模块占用地址设置
选择此为客户机连接，远程属性TSAP （Transport Service Access Point）填写为03.02，输入343-1的IP地址.，点击数据传输按钮进入数据交换的定义。
图21 连接设置
点击新传输按钮进入设置：选择是读取数据还是写入数据。填写通讯数据的字节个数，填写发送数据区和接收数据区的起始地址，本例中为从S7-300的MB200开始读取8个字节到vb1000开始的8个字节的区域中。
点击确认按钮：
图22 数据区域设置
选择CRC校验,使用缺省的时间间隔30秒,点击下一步按钮。
图23 使用CRC
填写模块所占用的V存储区的起始地址。你也可以通过Suggest Address按钮来获得系统建议的V存储区的起始地址, 点击下一步按钮。
图24 配置存储区
完成以太网向导配置后需要在程序中调用以太网向导所生成的ETHx_CTRL和ETH0_XFR, 然后，将整个项目下载到作CLIENT的S7-200 CPU上。
图25 程序编写
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）。
图 1. 西门子标准指令库（Micro/WIN V4.0 SP5）
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：
安装西门子标准指令库
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：
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： | 必须保证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 | 超时： | 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保证从站有时间响应。
|
|||
| 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；
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，以保证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/写的最大数据量为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 | |||
| 1 ＝ 响应校验错误 | |||
| 2 ＝ 未用 | |||
| 3 ＝ 接收超时（从站无响应） | |||
| 4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW） | |||
| 5 ＝ Modbus/自由口未使能 | |||
| 6 ＝ Modbus正在忙于其它请求 | |||
| 7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作） | |||
| 8 ＝ 响应CRC校验和错误 | |||
| - | |||
| 101 ＝ 从站不支持请求的功能 | |||
| 102 ＝ 从站不支持数据地址 | |||
| 103 ＝ 从站不支持此种数据类型 | |||
| 104 ＝ 从站设备故障 | |||
| 105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟 | |||
| 106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息 | |||
| 107 ＝ 从站拒绝了信息 | |||
| 108 ＝ 从站存储器奇偶错误 | |||
3. 在 CPU 的 V 数据区中为库指令分配存储区（Library Memory）
Modbus Master 指令库需要一个284个字节的全局 V 存储区。
参考：分配库指令数据区
此为西门子正式推出的标准库指令说明资料。
在 Modbus RTU Master 协议和 PPI 协议之间切换：Modbus RTU Master 协议指令库使通信口工作在自由口模式下，此时不能与 Micro/WIN 软件通信。要在切换回 PPI 协议，可以：
Modbus RTU Master 协议库的 MBUS_CTRL 指令不需要很长的执行时间。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后续的每个扫描周期中只占用 0.41 ms。
调用 MBUS_MSG 子程序会加长处理时间。大部分时间都用于 CRC 校验的计算。每读、写一个字的数据就需要 1.85 ms 扫描时间。数据最多的情况下（读、写 120 字的数据），扫描时间大概会扩增加 222 ms。读操作的时间主要消耗在接收数据上；写操作的时间主要消耗在发送数据上。
通常 Modbus 地址由 5 位数字组成，包括起始的数据类型代号，以及后面的偏移地址。Modbus Master 协议库把标准的 Modbus 地址映射为所谓 Modbus 功能号，读写从站的数据。Modbus Master 协议库支持如下地址：
为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：
表 1. 需要从站支持的功能
| Modbus 地址 | 读/写 | Modbus 从站须支持的功能 |
|---|---|---|
|
00001 - 09999 数字量输出 |
读 | 功能 1 |
| 写 |
功能 5：写单输出点 功能 15：写多输出点 |
|
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10001 - 19999 数字量输入 |
读 | 功能 2 |
| 写 | － | |
|
30001 - 39999 |
读 | 功能 4 |
| 写 | － | |
|
40001 - 49999 保持寄存器 |
读 | 功能 3 |
| 写 |
功能 6：写单寄存器单元 功能 16：写多寄存器单元 |
S7-200 通过 Modbus Master 和 Slave 协议库通信时，Modbus 地址和 S7-200 内存储区地址的 映射关系都类似。
Modbus 保持寄存器地址映射举例：
Modbus 数字量地址映射举例：
位地址（0xxxx 和 1xxxx）数据总是以字节为单位打包读写。第一个字节中的最低有效位对应 Modbus 地址的起始地址。如下图所示：
图 4. 数字量地址映射举例
为了更好地理解 Modbus 主站的编程，可参考下面的例程。
例子程序1: 多个MBUS_MSG指令轮询执行，
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。
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：
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，其中包括如何指定 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 指定读取单个/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 40001 - 49999 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超过 9999 的部分。
Modbus Master 协议库支持超过 9999 的保持寄存器地址。地址范围为 400001 - 465536。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
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）。
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；
图1. 指令树中的库指令
编程时使用SM0.1调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0调用MBUS_SLAVE，并指定相应参数。关于参数的详细说明，可在子程序的局部变量表中找到；
图2. 调用Modbus RTU通信指令库
图中参数意义如下：
| 错误代码 | 描述 |
|---|---|
| 0 | 无错误 |
| 1 | 存储区范围错误 |
| 2 | 非法波特率或校验 |
| 3 | 非法从站地址 |
| 4 | Modbus 参数的非法值 |
| 5 | 保持寄存器与Modbus从站符号地址重复 |
| 6 | 接收校验错误 |
| 7 | 接收CRC错误 |
| 8 | 非法功能请求/不支持的功能 |
| 9 | 请求中有非法存储区地址 |
| 10 | 从站功能未使能 |
在CPU的V数据区中分配库指令数据区（Library Memory）；
如有必要，使用主站软件测试。
注意：由子程序参数HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器区，是在S7-200 CPU的V数据存储区中分配，此数据区不能和库指令数据区有任何重叠，否则在运行时会产生错误，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器区按"字"寻址，即MaxHold规定的是VW而不是VB的个数。
在图2的例子中，规定了 Modbus 保持寄存器区从 VB0 开始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器为1000个字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（两个字节）为单位，实际上这个通信缓冲区占用了VB0～VB1999共2000个字节。因此分配库指令保留数据区时至少要从VB2000开始。当然保持区不一定要从VB0开始。
注意：你选用的CPU的V存储区大小！CPU型号不同V数据存储区大小不同。应根据需要选择Modbus保持寄存器区域的大小。
包含 Modbus RTU 从站指令库的项目编译、下载到CPU中后，在编程计算机（PG/PC）上运行一些 Modbus 测试软件可以检验S7-200的Modbus RTU通信是否正常，这对查找故障点很有用。测试软件通过计算机串口（RS-232）和PC/PPI电缆连接CPU。如果必要，须将PC/PPI电缆设置在自由口通信方式。
可到一些软件下载网站寻找类似软件，如 ModScan32 等。
Modbus地址总是以00001、30004之类的形式出现。S7-200内部的数据存储区与Modbus的0、1、3、4共4类地址的对应关系如下：
表2. Modbus地址对应表
| Modbus地址 | S7-200数据区 |
|---|---|
| 00001 ~ 00128 | Q0.0 ~ Q15.7 |
| 10001 ~ 10128 | I0.0 ~ I15.7 |
| 30001 ~ 30032 | AIW0 ~ AIW62 |
| 40001 ~ 4xxxx | T ~ T + 2 * (xxxx -1) |
其中T为S7-200中的缓冲区起始地址，即 HoldStart。
如果已知S7-200中的V存储区地址，推算Modbus地址的公式如下：
Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T为偶数
Modbus RTU 从站指令库支持特定的 Modbus 功能。访问使用此指令库的主站必须遵循这个指令库的要求。
表 3. Modbus RTU 从站功能码
| 功能码 | 主站使用相应功能码作用于此从站的效用 |
|---|---|
| 1 | 读取单个/多个线圈（离散量输出点）状态。 功能 1 返回任意个数输出点（Q）的 ON/OFF 状态。 |
| 2 | 读取单个/多个触点（离散量输入点）状态。 功能 2 返回任意个数输入点（I）的 ON/OFF 状态。 |
| 3 | 读取单个/多个保持寄存器。功能 3 返回 V 存储区的内容。在 Modbus 协议下保持寄存器都是"字"值，在一次请求中可以读取最多 120 个字的数据。 |
| 4 | 读取单个/多个输入寄存器。功能 4 返回 S7-200 的模拟量数据值。 |
| 5 | 写单个线圈（离散量输出点）。功能 5 用于将离散量输出点设置为指定的值。这个点不是被强制的，用户程序可以覆盖 Modbus 通信请求写入的值。 |
| 6 | 写单个保持寄存器。功能 6 写一个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。 |
| 15 | 写多个线圈（离散量输出点）。功能 15 把多个离散量输出点的值写到 S7-200 的输出映像寄存器（Q 区）。输出点的地址必须以字节边界起始（如 Q0.0 或 Q2.0），并且输出点的数目必须是 8 的整数倍。这是此 Modbus RTU 从站指令库的限制。些点不是被强制的，用户程序可以覆盖 Modbus 通信请求写入的值。 |
| 16 | 些多个保持寄存器。功能 16 写多个值到 S7-200 的 V 存储区的保持寄存器中。在一次请求中可以写最多 120 个字的数据。 |
需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打开
Modbus 从站的网络地址与 S7-200 的 CPU 网络地址有什么关系？
没有关系。支持网络通信的通信协议必须有其自己的网络寻址规定。 Modbus 从站的地址只是它在 Modbus 网络上的地址，而通常所说的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西门子的 PPI 网络上的站地址。S7-200 CPU 的大部分通信功能都通过 PPI 网络完成，例如编程、网络读写通信等。
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 00xxx、10xxx、30xxx 和 40xxx 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，其中包括如何指定 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 指定读取单个/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。
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：
为何有些 HMI 软件使用 Modbus RTU 读取S7-200中的实数会出现错误？
有些HMI软件使用Modbus RTU通信协议时，处理存储在数据保持寄存器中的实数（浮点数）的方式与西门子的实数保存格式不同。西门子的PLC遵循"高字节低地址、低字节高地址"的规律。
Modbus RTU的保持寄存器总是以"字（双字节）"为单位，而一个实数需要4个字节（双字）表示。HMI软件在处理时可能会把保持寄存器的两个"字"互换位置，造成不能识别以西门子格式表示的实数。如果HMI软件一方无法处理这种实数，则可在S7-200 CPU中编程将存入数据缓冲区（保持寄存器区）的实数的高字和低字互换。
为何有的HMI软件用Modbus RTU可以读取作为从站的S7-200的内容，但不能写入？
可能此软件使用了Modbus功能15（写多个离散量）或类似功能（功能 16）。S7-200从站协议遵守"以整字节地址边界（如Q0.0、Q2.0）开始、以8的整数倍为位个数"的规约。如果HMI软件未严格执行此规律就可能发生写入错误的情况。
S7-200是否支持 Modbus ASCII 模式？
S7-200可以支持上述模式，但是没有现成的指令库，需要用户自己编程。
项目编译后为何出现很多错误？
使用指令库时，若编译后出现很多错误，一般是因为未指定库指令数据存储区。请参考相关条目。
S7-200 CPU的Port1是否可以支持Modbus RTU协议？
可以。用户可以自己编程实现。
在S7-200的"Tips and Tricks"帮助文档中，Tip041是Modbus RTU从站程序，用户可以参考。
S7-200是否可以组成Modbus RTU通信网络？如何组网？
S7-200可以组成RS-485基础上的Modbus RTU网络。如果通信对象是不同标准的通信口，可能还需要转换。
参见：RS-485网络组成
STEP 7-Micro/WIN V4.0 以上版内部已经带有新的指令库，但在未安装西门子 Instruction Library 软件包的情况下，不能显示出来使用。
要使用西门子的标准指令库，必须先安装西门子的指令库软件包 Instruction Library。安装了 Instruction Library 之后，只要安装的 STEP 7-Micro/WIN 版本是最新的，就能获得相应版本的新指令库。安装 Micro/WIN 的升级包（Service Pack）也会更新指令库的版本。
用户可以直接从下面获得西门子 Instruction Library 软件安装包：
最新的 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 版本支持以下几种西门子标准指令库：
以上通信协议库都是使用了S7-200 CPU的自由口通信功能。
图1. 西门子标准库以浅蓝色图标表示（Micro/WIN V4.0 SP5）
从以下两种途径可以获得STEP 7-Micro/WIN指令库：
注意：
有时因为系统和软件安装有问题，可能在安装完西门子标准指令库后仍然不能看到西门子标准库。这时可以尝试添加标准库。标准库的文件存在Micro/WIN安装目录下的Standard Libs目录下。
调用STEP 7 - Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令库）需要分配库指令数据区（Library Memory）。库指令数据区是相应库的子程序和中断程序所要用到的变量存储空间。
如果在编程时不分配库指令数据区，编译时会产生许多相同的错误（错误18）。
操作步骤（以Modbus RTU库指令为例）：
在指令树的Project（项目）中，以鼠标右键单击Program Block（程序块），在弹出的快捷菜单中选择Library Memory。如图2所示：
图2
在弹出的选项卡中设置库指令数据区，如图2所示：
图3.缺省情况下是从VB0开始，但因为与Modbus的保持寄存区冲突，所以手动改为VB2000。按"Suggest Address"按钮也可以自动分配。
可以使用Suggest Address（推荐地址）设置数据区，但要注意编程软件设置的数据区地址，只考虑到了其他一般寻址，而未考虑到诸如Modbus数据保持寄存器区等的设置。应当确保不与其他任何已使用的数据区重叠、冲突。不应重复按Suggest Address按钮，否则也会造成混乱。
在STEP 7-Micro/WIN32 V3.1中，有分配库指令数据区时有不同的操作方法，需要在Symbol Table（符号表）中设置一个首地址。我们强烈建议使用当时最新的编程版本。
注意：添加自定义指令库，需要关闭编辑库指令的项目，新建立一个项目。如果要添加其他来源的库指令自然不需要如此。
第一步：在Micro/WIN的File（文件）菜单中选择Add/Remove Libraries...（添加/删除指令库）命令 ；或者在指令树的Libraries（指令库）分支上单击鼠标右键，选择Add/Remove Libraries...
图4. 选择添加/删除指令库命令
添加/删除对话框中将显示已经在本机的Micro/WIN中集成的用户自定义指令库。
图5. 已安装的库指令
第二步：按Add（添加）按钮，选择新定义的库文件路径。用户自定义库将自动添加到Micro/WIN指令树的Libraries分支下。
