1. 概述
在现场应用中，很多仪表和设备仅支持Modbus RTU的通讯协议，第三方仪表可以做Modbus主站或从站，西门子的通讯模块CP341 / CP441-2 通过Dongle（硬件狗）可以扩展该协议，S7-200 集成的口可以支持自由口通讯，通过指令库也可以方便的实现Modbus RTU通讯。本文以S7-200作为Modbus 主站，CP341作为Modbus 从站，实现Modbus RTU通讯，阐述两者在通讯方面的设置和注意事项。
2. 软件环境
2.1 STEP7 V5.4 SP4
用于编写 S7-300/400程序，此软件需要从西门子购买，本文档中的300的程序是使用Step7 V5.4 SP4的软件编写。
2.2 CP PTP Param V5.1 SP11
串行通讯模板的驱动程序，安装此驱动后才能对PtP模板进行参数配置，并在Step7中集成通讯编程需要使用的功能块。此驱动随购买模板一起提供，也可以从以下的链接下载：27013524
2.3 CP PTP Modbus Slave V3.1 SP7
CP341或CP441-2用于Modbus从站时，需要安装此驱动协议，但安装之前必须先安装PtP Driver，此驱动可以在购买Modbus Dongle时选择购买，也可以从以下的链接下载：27774276
2.4 STEP7 Micro/WIN V4.0 SP6
用于S7-200编程的软件，本文档中的200的程序是使用Step7 Micro/win 的软件编写。此软件可以从西门子下载中心免费下载，也可以从以下的链接下载。
http://www.ad.siemens.com.cn/download 网站 自动化系统>>S7-200>>软件，文档编号S0002。
2.5 Toolbox_V32-STEP 7-Micro WIN 32 Instruction Library
S7-200实现Modbus RTU功能，可以使用Modbus的指令库，要使用西门子的标准指令库，必须先安装指令库的软件包 Instruction Library，安装后，可以在Step 7-Micro/WIN软件的库中找到Modbus相关的指令，该软件包可以从以下的链接下载。http://www.ad.siemens.com.cn/download 网站 自动化系统>>S7-200>>软件，文档编号S0010。
3. 硬件列表和接线
3.1 硬件列表
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S7-300从站
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CPU315-2DP
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6ES7 315-2AG10-0AB0
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CP341 RS422/485
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6ES7 341-1CH01-0AE0
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Dongle
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6ES7 870-1AB01-0YA0
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PC 适配器（USB）
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6ES7 972-0CB20-0XA0
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S7-200主站
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CPU 224XP
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6ES7 214-2BD23-0XB0
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表1 硬件设备
3.2 硬件接线
3.2.1 接口定义
S7-200的通讯口为RS485物理口（9针口），CP341是RS422/485的接口类型（15针口），两种设备的接口引脚的示意图如下所示，更详细的信息可以参考CP341及S7-200通信接口的手册。
图1 S7-200 CPU通信口引脚定义
图2 S7-300 CP341 RS422/485 通讯口引脚定义
3.2.2 接线示意图
图3 硬件结构和接线示意图
4. 组态设置和编程
4.1 S7-200做Modbus主站的设置
S7-200 CPU上的通信口在电气上是标准的RS-485半双工串行通信口，此串行字符通信的格式：1个起始位；7/8位数据位；1位奇/偶/无校验；1停止位。通信波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500，符合这些格式的串行通讯设备可以和S7-200进行自由口通讯，Modbus RTU指令库就是使用自由口编程实现的。
4.1.1 Modbus RTU主站库
使用Modbus 主站指令库时需要注意的几点：
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需要S7-200的编程软件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本；
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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*）；
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Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（指每一个 MBUS_MSG 指令）；
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Modbus 主站库支持Port0和Port1（从站库只支持Port0口），本例中用Port0；
-
使用Modbus 库时必须对库存储区进行分配，见下图设置，而且分配的空间不能和程序中其它空间冲突，否则编译调用会报错。
图4 库存储区设置
-
Modbus主站库支持的功能码和地址对应关系：
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Modbus 地址
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读 / 写
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Modbus 从站须支持的功能
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00001~09999
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读
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功能1：读输出点
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数字量输出
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写
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功能5：写单个输出点
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功能15：写多个输出点
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10001~19999
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读
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功能2：读输入点
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数字量输入
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30001~39999
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读
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功能4：读输入寄存器
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输入寄存器
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40001~49999
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读
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功能3：读保持寄存器
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保持寄存器
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写
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功能6：写单个寄存器
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功能16：写多个寄存器
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表2需要从站支持的功能
4.1.2 S7-200 Modbus主站编程
编程时，使用SM0.0调用MBUS_CTRL完成主站的参数初始化，详细见下表，参数的说明也可以从子程序的局部变量表中找到。
图5 Modbus RTU 主站初始化
图中各参数含义如下
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编号
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符号/含义
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说 明
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a
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EN / 使能
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必须保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0）。
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b
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Mode / 模式
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为1时使能为Modbus协议；为0时恢复为PPI协议。
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c
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Baud / 波特率
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支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。
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d
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Parity / 校验
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校验方式选择：0＝无校验；1＝奇校验，2＝偶校验。
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e
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Timeout / 超时
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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，允许设置的范围为1-32767。这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。
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f
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Done / 完成位
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初始化完成，此位会自动置1。
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g
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Error / 错误位
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初始化错误代码。
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表3
调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求。
图6 调用Modbus RTU 主站读写子程序
图中各参数含义如下
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编号
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符号/含义
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说 明
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a
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EN / 使能
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同一时刻只能有一个读写功能使能。
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b
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First / 读写请求位
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每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。
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c
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Slave / 从站地址
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可选择的范围1–247。
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d
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RW / 读写操作位
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0＝读， 1＝写。
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e
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Addr / 读写从站的数据地址
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选择读写的数据类型：
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00001 至 0xxxx - 开关量输出
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10001 至 1xxxx - 开关量输入
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30001 至 3xxxx - 模拟量输入
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40001 至 4xxxx - 保持寄存器。
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f
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Count / 数据的个数
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通讯的数据个数（位或字的个数）。
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g
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DaptPtr / 数据指针
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如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；
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如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。
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h
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Done / 完成位
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读写功能完成位。
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i
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Error / 错误代码
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只有在Done位为1时，错误代码才有效。
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表4
从上图中可见，S7-200作为Modbus RTU主站，波特率9.6Kb/s，偶校验，连接从站的站地址是3，数据存储区为VB2000开始的区域。
4.2 CP341 做Modbus 从站的硬件组态
4.2.1 硬件组态
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