基于S7-200 PLC的Modbus主从站编程与应用.pdf

P L C 与D C S PL C a n d DCS 自动化技术 与应用2 0 1 2年第 3 1卷第 5期 基于 S 7 2 0 0 P L C的 M o d b u s主从站编程与应用 熊 田 忠 三江学院 电气与 自动化工程学院， 江苏 南京 2 1 0 0 1 2 摘要 从工程需求出发， 提出了利用S 7 2 0 0 P L C集成免费的Mo d b u s R TU主站和从站通信库， 以一个典型实例编程实现S 7 2 0 0 P L C作为工业 自动化领域含 Mo d b u s 通信协议的网络中间设备， 具有很好的实用价值。 关键词 7 - 2 0 0 P L C； Mo d b u s ； 主从站 中图分类号 T P 5 7 1 ． 6 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 7 2 4 1 2 0 1 2 0 5 0 0 5 5 0 3 Pr O g r a mmi n g a n d Ap p l i c a t i o n o f Ma s t e r ／ Sl a v e r y S t a t i o n O f Mo d b u s Pr o t o c o l B a s e d o n S7 - 2 0 0 PL C XI oNG Ti a n- z h o n g C o l l e g e o f E l e c t r i c a l A u t o ma t i c E n g i n e e r i n g ， S a n j i a n g C o l l e g e ， Na n j i n g 2 1 0 0 1 2 C h i n a Abs t r a c t P r o g r a mmi n g a p p l i c a t i o n o f ma s t e r ／ s l a v e r y s t a t i o n o f M o d b u s R TU p r o t o c o l by S 7 2 0 0 P LC i s p r o p o s e d o r i g i n a l l y f r o m t h e e n g i n e e r i n g r e q u i r e me n t s ． Du e t o i t s f r e e a n d i n t e g r a t e d M o d b u s RTU l i b r a r y ． t h e S 7 2 0 0 a c t s a s a me d i a d e v i c e i n t h e a u t o ma t i o n a r e a i n c l u d i n g Mo db us a s a t y p i c a l e x a mp l e ． I t s h o ws t h a t t h e me t h o d i n t h i s p a pe r h a s a g o o d p r a c t i c a l va l u e ． Ke y wo r d s S 7 2 0 0 P LC； mo d b u s ； ma t e r ／ s l a v e ry s t a t i o n 1 引言 在 目前的工业控制领域 ， Mo d b u s RT U通信协议具 有结构简单、可靠性高、受干扰的概率低、传输实时陛 能较好等优点为众多现场智能设备 、智能仪表所广泛 应用【 l 】 。在工业 自动化领域 ， 有时会遇到以下情况 1 原系统不支持 Mo d b u s 协议， 系统扩展改造需要 采集新的Mo d b u s 从站数据， 但增加 Mo d b u s 功能模块代 价高、编程复杂 ； 2 原系统有 Mo d b u s主站功能， 增加的系统 以 Mo d b u s 从站方式接收主站查询， 向原系统发送数据， 但 增加的系统不具 Mo d bu s 从站功能或增加该功能代价 高 、编程复杂 ； 3 M0 d b u s 协议网络需要中转站进行数据处理、转换。 工业场合， Mo d b u s 协议的物理接 口多为 R S 4 8 5 ， 而 作为西门子 7 -2 0 0 P LC具备工作稳定可靠、成本低 收稿 日期 2 0 1 2 0 2 1 0 廉 、 编 程 灵 活 方 便 等 特 点 ， 而 且 其 集 成 了 免 费 Mo d b u s R TU主从站库 ， 与其它控制器可以有 P r o f i b u s 、 Mo d b u s 、MP I 、P P I 、U S S 等通信方式， 方便集成到整个 现场总线系统中， 因而在工业控制领域得到很好的应用 [ 2 - 5 ] 。那么， 对于以上情况， 7 - 2 0 0 P LC可作为理想的 中间转换设备。以下， 以一实例加以说 明。 2 实例 2 。 1 硬件连接与数据流向 本例以I 台 7 - 2 0 0 P L C C P U2 2 6 ， V2 ． 2 3 为Mo d b u s 主站， 分别读取 2台S 7 2 0 0 P L C C P U2 2 2 ， V1 ． 2 2 为 Mo d b u s 从站的各 3 个模拟量的数据 ； Mo d b u s 主站 P L C 同时作 P r o f i b u s 从站， 将读取的全部6个模拟量的数据 传送至 P r o fi b u s 主站的 7 -3 0 0 P L C中， 每个模拟量数 据 占4个字节。实验硬件连接框图如图 1 所示 ， 数据对 应关系见表 I 。图表 中， MB代表 M0 d bU S ， PB代表 P r o f i b u s ； M 代表主站， S 代表从站。 n h 臌nfAI J I f I t I t ～I置￡ 自动化技术 与应用 2 0 l 2年第 3 1卷第 5期 图 1 硬件连接框图 表 1 数据流图 P L C 与D C S PL C a n d DCS 2 ． 2 Mo d b u s 主站 编程 主站编 程如 图 2所示 ， 采用 轮询 的方式读取 3 和 4 Mo d b u s 从站相应的数据。由于 Mo d b u s RT U主站 库对 C P U版本有要求， C PU版本必须是 2 ． 0 0 或以上 ， 本例选择 C P U是可以的。无论主站还是从站， Mo d b u s 都需要分配库存储区， 注意不要与程序相关地址冲突。 2 ． 3 Mo d b u s 从站 编程 从站编程如 图 3 所示 。3 与 4 从站不 同之处 ， 只 要将 图 4网络 1 作 对应 更改 即可 。 2 。 4 实验 结果 经 P C机在线调试监控 ， 结果如图4所示 ， 实验结果 表明， 本例采用 s 7 - 2 0 0 P L C C P U2 2 6 实现了部分网关 的作用 ， 实现了数据从下而上传送 ， 符合预计结果。经 过适当编程 ， 同样可以实现数据从网络上层 向下层传送 的 目的 。 枷 甜 脚 I I t 1 图 2 Mo d b u s 主站程序 P L C 与D C S PL C a n d DCS M 鬟 - 盯 ； l 髓 1 _ h ■D■ d 目 -翻 瓣 III M M D ■■ l 踟 峨 ■● I 1 跏 ■ ■洲 赫m ■． ． ■ l ‘ 钠ll l H k - l 聃 - l 口lj aI ， r - 簟 -- - - 一 图3 Mo d b u s从站程序 图4 实验结果 自动化 技术与应用 2 01 2年第 31卷第 5期 3 结束语 本文采用 7 - 2 0 0 P L C进行了 Mo d b u s 主从站的编 程设计 。文 中实例 CPU 2 2 6的 P0 r t 0口可以组态成 Mo d b u s 、MP I 、P P I 、US S通信协议从站接口， 则该P L C 可方便地集成 到上层相 应网络。 7 - 2 0 0 P L C这种 免费 、 使用方便、编程灵活的Mo d b u s 主从站功能， 在工业控 制领域有着很好的实用价值。 参考文献 [ 1 ]高运广， 刘顺波， 何相勇． Mo d b u s 协议在温湿度环境监 控系统集成中的应用【 J 】 ， 仪表技术与传感器， 2 0 0 6 1 0 2 6 - 2 7 ． [ 2 】王峰． 7 - 3 0 0 通过 7 - 2 0 0 实现Mo d b u s - RTU通讯[ J 】 ， 电工技术， 2 0 0 8 2 3 8 -3 9 ． [ 3 】夏勇． Mo d b u s 通讯协议在S 7 2 0 0 通讯中的应用f J ] ， 自 动化与仪器仪表， 2 0 0 9 1 4 8 - 5 0 ． [ 4 】张彬 ． 7 - 2 0 0 用作Mo d b u s 主站的编程方法[ J ] ， 制造业 自动化 ， 2 0 0 4 。 2 6 9 4 7 4 - 4 7 6 ． [ 5 】武朝， 徐聪， 张文君． 基于Mo d b u s 协议的S 7 2 0 0 P L C 主从结构的通信技术研究 ， 机械与电子 ， 2 0 0 1 1 4 2 6 2 9 ． 作 者 简介熊田忠 1 9 7 6 一 ，男， 讲 师， 硕 士 ， 研 究方向 运动 控 制、 自动化 、仪 器仪表 。