CP441-2 使用 TIA Step7 V13 进行 Modbus Slave 通讯
作者：工控自动化老王
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CP441-2 使用 TIA Step7 V13 进行 Modbus Slave 通讯

1. 硬件列表
2. 组态和配置
   1. 新建项目
   2. 创建CPU400站点
   3. 组态CP441-2
   4. 设置协议Modbus Slave
3. 编写通信程序
   1. 逻辑地址的填写
   2. 调用通信功能块
   3. 创建通信数据块DB块
4. 设备连接
5. 通信测试
   1. 设置调试软件Modscan32
   2. CP441-2与调试软件测试通信数据
      1 硬件列表
      设备名称 设备型号
      RACK-400 6ES7 400-1JA01-0AA0
      PS 407 6ES7 407-0KA02-0AA0
      400CPU 6ES7 416-3ER05-0AB0
      CP441-2 6ES7 441-2AA05-0AE0
      (Interface1：RS422/485)
      (Interface2： RS232C，本例使用接口)
      接口类型的选择，具体描述见 CP441-2 的 MODBUS Master 通信中的描述；应用CP441-2进行 MODBUS协议通信时需要有Dongle的支持，详见 CP441-2 的 MODBUS Master 通信中的图。
      2 组态和配置
      1、打开软件TIA PORTAL STEP7 V13，点击项目->新建…创建一新项目，项目名称为441-2_modbusS。
      
      图1
      2、用鼠标点击“添加新设备”，选择SIMATIC S7-400->CPU->CPU 416-3PN/DP->6ES7 416-3ER05-0AB0。
      
      图2
      3、双击“设备组态”进入硬件组态界面，导轨RACK和CPU 416-3PN/DP已经存在，但是可能RACK型号与实际一致，CPU的插槽位置也不对，这里需要手动做调整。
      
      图3
      点击CP441-2模板，在选件目录中，选择“通信模块->点到点->PtP接口”，为CP441-2模块指定接口类型。本例中第一个接口选择RS422/RS485，第二个接口选择RS232C接口，本例对第二个接口作设置和编程。
      
      图4
      4、双击CP441-2模板，进入CP441-2的属性框，配置CP441-2参数。
      
      图5
      5、本例使用第二个接口，在IF963 RS232中点击“协议”，在“协议”选项中选择“Modbus从站”。配置Modbus从站通信参数，设定的通信参数要和通讯伙伴的相同。传输率（通信波特率）：9600bps，数据位：8位，停止位：1位，奇偶校验：无，从站站址：2，其他的参数都采用默认设置。
      
      图6
      6、FC01,05,15：读取、强制输出位的状态；分4个范围，每个范围前2行地址为信息传送地址，后2行对应西门子的PLC地址区，即第1范围从0~15对应MODBUS地址区为00001-00016，对应西门子数据区（标记F.）为M10.0-M11.7；第2范围从16-31对应MODBUS 地址区为00017-00032，对应西门子数据区（输出Q.）为Q0.0-Q1.7；第3范围从地址32-64对应Modbus 地址区为00033-00065，对应西门子数据区（时间T.）为T0-T2；第4范围从地址80-112对应Modbus 地址区为00081-00113，对应西门子数据区（计数器C.）为C0-C2。
      
      图7
      7、FC02：读取输入数据位的状态，分2个范围，每个范围前2行地址为信息传送地址，后2行对应西门子的PLC地址区，即第1范围从0~15对应MODBUS地址区为10001-10016，对应西门子数据区（标记F.）为M12.0-M13.7；第2范围从16-31对应MODBUS 地址区为10017-10032，对应西门子数据区（输入I.）为I0.0-I1.7。
      
      图8
      8、FC03、06、16：组态保持寄存器数据区，对应西门子数据区为DB块，即MODBUS保持寄存器地址区的地址40001，对应西门子DB块的地址DB10.DBW0，依次40002对应DB10.DBW2，往后依次类推。
      
      图9
      9、FC04：组态输入寄存器数据区，对应西门子数据区同样是DB块，即MODBUS输入寄存器地址区的地址30001，对应西门子DB块的地址DB11.DBW0，依次30002对应DB11.DBW2，往后依次类推。
      
      图10
      10、设置写参数的限制值，对写操作做访问限制。
      
      图11
      11、如果CP441-2选用的是RS422/485接口时，还需要设置接口类型，如下图所示，其它参数与RS232的设置一样。
      
      图12
      12、进入网络视图，点击“连接”，看到之前步骤创建的2个ptp连接，其中PTP_2子网的连接本地ID是16#1001（在本例中）。
      
      图13
      点击上中的“属性”，进入PTP_2连接的属性，将连接路径修改成“3：本地<->伙伴”。
      
      图14
      3 编写通信程序
      1、在设置功能码FC03、06、16中，创建DB10满足设置需要；在设置功能码FC04中，创建DB11满足设置需要。这2个数据块都创建1个数据类型Array的变量，数组元素的数据类型为Word，数量为101。
      
      图15
      2、进入主程序OB1，从通信->通信处理器->MODBUS Slave (RTU)，调用功能块MODB_441，MODB_441的背景数据块为DB3。
      
      图16
      关于功能块MODB_441的管脚说明。
      ID
      Local ID号，在PtP连接属性中获得，十六进制输入。本例中为16#1001，见图13
      START_TIMER
      超时初始化定时器，本例中为T10
      START_TIME
      超时初始化时间值，本例中为S5t#5s
      STATUS_TIMER
      通讯状态读取定时器，本例为T11
      STATUS_TIME
      通讯状态读取时间值，本例为S5t#2s
      OB_MASK
      外设访问错误屏蔽位，本例中为M100.0
      0：不屏蔽IO访问错误
      1：屏蔽IO访问错误，并使报警延时
      CP_START
      FB初始化始能位，该位需要置1。本例中为M100.1
      CP_START_FM
      CP_START初始化的上升沿位，本例中为M100.2
      CP_START_NDR
      从CP写操作位，本例中为M100.3
      CP_START_OK
      初始化成功标志，本例中为M100.4
      CP_START_ERROR
      初始化失败标志，本例中为M100.5
      ERROR_NR
      错误号，本例中为MW102
      ERROR_INFO
      错误信息，本例中为MW104，可以查看Modbus Slave 手册第10章
      4 设备连接
      本文档使用的CP441-2的接口是RS232C，因此需要通过标准的RS232C电缆来连接CP441-2和计算机的串口，具体的电缆连接方法请查看手册“点对点链接CP441安装和参数分配”（见：第2章节），附录：B 连接电缆。
      如果使用的CP441-2是RS485接口的模块，需要使用RS232C/RS485转换器。
      5 通信测试
      前面使用 TIA Step7 软件已经将通信CP441-2的通信工作做完，下面进行通信测试。这里使用串口通讯测试软件Modscan32软件来测试CP441-2和计算机的通信，步骤如下
      1、将项目程序在线，本示例中手动将M200.1（即：CP_START）置1，M200.2（即：CP_START_FM）和M200.4（即：CP_START_OK）也会为1。
      
      图17
      2、首先将硬件配置和程序下载到CPU 416-3PN/DP中。在计算机上打开MODBUS主站仿真软件Modscan32。
      
      图18
      3、点击Modscan32上的Connection->Connect，显示画面如下，选择计算机和CP341相连的COM口COM1，设好波特率，数据位，停止位，校验方式，如下图。
      
      图19
      4、设置完成，点击OK，显示画面如下。
      
      图20
      5、数据显示区的10个地址的数据对应CPU中DB10的前10个字（Word）的数值（DBW0–DBW10分别为1-10 ），如下图。给这10个字赋值1-10。
      
      图21
      6、Modscan32软件界面03功能码的地址40001-40010分别显示1-10的数据。
      
      图22