Modbus RTU通讯协议

要实现Modbus RTU通信，一、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）基本步骤：1. 检查Micro/WIN的软件版本，应当是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。

2. 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；1. 西门子编程时使用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；调用Modbus RTU通信指令库图中参数意义如下：a. 模式选择：启动/停止Modbus，1=启动；0=停止b. 从站地址：Modbus从站地址，取值1~247c. 波特率：可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200d. 奇偶校验：0=无校验；1=奇校验；2=偶校验e. 延时：附加字符间延时，缺省值为0f. 最大I/Q位：参与通信的最大I/O点数，S7-200的I/O映像区为128/128，缺省值为128g. 最大AI字数：参与通信的最大AI通道数，可为16或32h. 最大保持寄存器区：参与通信的V存储区字（VW）i. 保持寄存器区起始地址：以&VBx指定（间接寻址方式）j. 初始化完成标志：成功初始化后置1k. 初始化错误代码l. Modbus执行：通信中时置1，无Modbus 通信活动时为0。

m. 错误代码：0=无错误2. 在CPU的V数据区中分配库指令数据区（Library Memory）；3. 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 从站指令库的西门子plc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。

二、PC机上MScomm控件的串行通信要完成VB与PLC等设备的串行通信要用到MScomm控件，在此有必要对该控件作较详细的说明。

Mscomm是一个非标准控件，需要要手动添加许多项目，其步骤如下。

1）选择菜单的【工程】2）选择【部件】#p#分页标题#e#3）在弹出的对话框中做如图7的选择。

图7 对话框界面4）如图8所示，在部件选项卡就会出现MScomm控件。

图8 MScomm控件5）基本属性三、MODBUS ASCII (16进制码都要转换成ASCII才能发送)Modbus 分为ASCII和RTU两种，ASCII采用的格式和校验相对简单，本文采用ASCII 格式，并仅对使用的功能码进行说明，更多的信息，请参看协议的详细说明。

1）通信格式LRC算法：ADR H+CMD H+DATA H，然后取2的补码。

4.2 VB与PLC通信的实现以下举例说明现场设备与PLC通信的实现。

1）控制要求：控制PLC的起动、停止，并显示运行状态（绿色为运行，红色为停止）；能够用交替型按钮控制Y0，Y1，并用指示灯显示Y0，Y1状态（绿色为运行，红色为停止）；能够对D256，D512两个寄存器进行数值写入的操作。

2）实现思路：PLC起动停止的标志位为M1072，查DVP协议，知道地址为H0C30，按功能码01操作；同样Y0，Y1的地址分别为H0500，H0501。

写入FF00为ON，0000为OFF，按功能码05操作；D256，D512地址分别为H1100，H1200，按功能码06操作即可。

3）VB接口的设计如图10所示。

图10 监控程序界面用按钮控制PLC的起动停止，Y0、Y1的ON/OFF及D256、D512写完数据的发送；用Shape组件做指示灯，表示PLC的运行状态和Y的状态；用timer 组件不停的读取M1072的状态，以判断PLC的运行情况；用MScomm控件实现PC与PLC的通信。

4）编程实现的代码构成（1） LRC算法校验的实现Public Function LRC（str As String） As Stringc = 0l = Len（str）For c = c + 1 To lc_data = Mid$（str， c， 2）#p#分页标题#e#d_lrc = d_lrc + Val（“&H” + c_data）c = c + 1Next cIf d_lrc 》 &HFF Thend_lrc = d_lrc Mod &H100End Ifh_lrc = Hex（&HFF - d_lrc + 1）If Len（h_lrc）》 2 Thenh_lrc = Mid（h_lrc， Len（h_lrc） - 1， 2）End IfLRC = h_lrcEnd Function（2）运行的开始就判断PLC的状态并设置标志位‘初次运行打开串口，并显示PLC运行状态Private Sub Form_Load（）Dim s1 As StringDim s2 As StringDim s22 As StringDim s3 As String#p#分页标题#e#Dim s4 As StringMSComm1.PortOpen = Trues2 = “01010C300001”s22 = LRC（s2）s1 = “：” + s2 + s22 + Chr$（13） + Chr$（10）MSComm1.Output = s1s3 = MSComm1.Inputs4 = Mid$（s3， 6， 8）If s4 = “0C30FF00” Thenplc = 1 ’PLC为运行标志Elseplc = 0 ‘PLC为停止标志End IfEnd Sub（3）下面一段为用指示灯表示PLC的运行状态Private Sub Timer5_Timer（）Dim s1 As StringDim s2 As String#p#分页标题#e#Dim s22Dim s3 As StringDim s4 As Strings2 = “01010C300001”s22 = LRC（s2）s1 = “：” + s2 + s22 + Chr$（13） + Chr$（10）MSComm1.Output = s1s3 = MSComm1.Inputs4 = Mid$（s3， 8， 2）If s4 = “31” Thenplc = 1 ’PLC为运行标志Else： If s4 = “30” Then plc = 0 ‘PLC为停止标志End IfIf plc = 1 ThenLabel2.Caption = “PLC正在运行。

.。

.”Shape1.FillColor = RGB（0， 255， 0）’greenElseLabel2.Caption = “PLC已经停止”#p#分页标题#e#Shape1.FillColor = RGB（255， 0， 0）‘redEnd IfEnd Sub（4） PLC的起动与停止’起动PLCPrivate Sub start_Click（）Dim strout As StringTimer5.Enabled = Falsestr = “00050C30FF00”‘M1072 为PLC起动停止标志位。

查地址表，M1072为OC30.FF00为置ON，0000为置OFF。

’以上都是固定格式，要牢记。

LRCC = LRC（str）‘计算 str的lrc校验码。

strout = “：” + str + LRCC + Chr$（13） + Chr$（10）’欲传送之数据。

13为D，10为AMSComm1.Output = stroutTimer5.Enabled = TrueEnd Sub‘停止PLC#p#分页标题#e#Private Sub stop_Click（）Dim strout As StringTimer5.Enabled = Falsestr = “00050C300000”LRCC = LRC（str）strout = “：” + str + LRCC + Chr$（13） + Chr$（10）MSComm1.Output = stroutTimer5.Enabled = TrueEnd SubY0、Y1的ON/OFF与PLC起动/停止的控制方式相同，指示灯的表示方式也相同。

D256，D512数据写入的操作类似，限于篇幅其它代码就不再列出了四、Modbus RTU格式(以16进制发送和接收)Modbus RTU 从站地址与S7-200的地址对应Modbus地址总是以00001、30004之类的形式出现。

西门子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1. Modbus地址对应表其中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 从站指令库支持的Modbus 功能码Modbus RTU 从站指令库支持特定的Modbus 功能。