在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，PLC（可編程邏輯控制器）的應(yīng)用十分廣泛，而西門子 PLC 更是其中的佼佼者。西門子在 STEP 7 - Micro/WIN SMART 中正式推出了 Modbus RTU 主站協(xié)議庫（西門子標(biāo)準(zhǔn)庫指令），這使得 PLC 能夠通過 modbus 方式控制其他器件，實(shí)現(xiàn)對(duì) Modbus RTU 從站的數(shù)字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器的讀寫操作。下面將詳細(xì)介紹西門子 PLC 使用 Modbus 485 通訊傳輸接收數(shù)據(jù)的具體步驟。
首先要準(zhǔn)備好相關(guān)設(shè)備和工具，包括電腦、S7 - 200smart st30 以及 485 通訊線。這里將以 S7 - 200smart 作為主站，電腦串口調(diào)試助手作為從站進(jìn)行操作演示。關(guān)于接線部分，本文暫不詳細(xì)闡述。
調(diào)用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序，使用 SM0.0 調(diào)用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動(dòng)其功能控制。各參數(shù)意義如下：
- EN（使能）：必須保證每一掃描周期都被使能，通常使用 SM0.0。
- Mode（模式）：為 1 時(shí)，使能 Modbus 協(xié)議功能；為 0 時(shí)恢復(fù)為系統(tǒng) PPI 協(xié)議。
- Baud（波特率）：支持的通訊波特率有 1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。
- Parity（校驗(yàn)）：有多種校驗(yàn)方式可供選擇，0 表示無校驗(yàn)（通常默認(rèn)選擇），1 表示奇校驗(yàn)，2 表示偶校驗(yàn)。
- Port（端口號(hào)）：0 代表 CPU 集成的 RS 485 通訊口，1 代表可選 CM 01 信號(hào)板。
- Timeout（超時(shí)）：主站等待從站響應(yīng)的時(shí)間，以毫秒為單位，典型設(shè)置值為 1000 毫秒（1 秒），允許設(shè)置的范圍為 1 - 32767。需要注意的是，這個(gè)值必須設(shè)置足夠大以保證從站有時(shí)間響應(yīng)。
- Done（完成位）：初始化完成后，此位會(huì)自動(dòng)置 1。
- Error：表示有錯(cuò)誤。
調(diào)用 Modbus RTU 主站讀寫子程序 MBUS_MSG，發(fā)送一個(gè) Modbus 請(qǐng)求。各參數(shù)意義如下：
- EN（使能）：同一時(shí)刻只能有一個(gè)讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能。建議每一個(gè)讀寫功能都用上一個(gè) MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環(huán)進(jìn)行。
- First（讀寫請(qǐng)求位）：每一個(gè)新的讀寫請(qǐng)求必須使用脈沖觸發(fā)。
- Slave（從站地址）：可選擇的范圍是 1 - 247。
- RW（讀寫請(qǐng)求）：0 表示讀，1 表示寫。
- Addr（讀寫從站的數(shù)據(jù)地址）：可以選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型，如 00001 至 0xxxx 表示數(shù)字量輸出，10001 至 1xxxx 表示數(shù)字量輸入，30001 至 3xxxx 表示模擬量輸入，40001 至 4xxxx 表示保持寄存器。
- Count（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)）：通訊的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（位或字的個(gè)數(shù)）。需要注意的是，Modbus 主站可讀 / 寫的數(shù)據(jù)量為 120 個(gè)字（是指每一個(gè) MBUS_MSG 指令）。
- DataPtr（數(shù)據(jù)指針）：如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中；如果是寫指令，要寫出的數(shù)據(jù)放到這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)中。
- Done（完成位）：讀寫功能完成位。
- Error（錯(cuò)誤代碼）：只有在 Done 位為 1 時(shí)，錯(cuò)誤代碼才有效，不同的錯(cuò)誤代碼代表不同的錯(cuò)誤情況。
通常支持 485 通訊的器件給的使用說明書，其指令是 16 進(jìn)制的字符串代碼，很難與當(dāng)前 PLC 庫指令對(duì)應(yīng)起來，尤其是命令地址。以 IAI 馬達(dá)給的使用說明書為例，該示例是 PLC 通過 modbus 去讀取馬達(dá)的位置，讀取控制器地址 9000 這個(gè)寄存器里面的數(shù)據(jù)。RW 填 0，表示去讀取數(shù)據(jù)。Plc 庫里面需要填的 Addr（e）是十進(jìn)制，需要將 16 進(jìn)制的 9000 轉(zhuǎn)成十進(jìn)制，通過計(jì)算器得知：16#9000 = 36864，但實(shí)際使用讀取寄存器地址的時(shí)候需要 + 1，即 36865。由于這里是讀取寄存器，所以 Addr = 436865。count 是寄存器數(shù)量，按照示例，這里有 2 個(gè)寄存器，所以 count 填 2。
通過串口調(diào)試助手來測(cè)試，接通 M15.0 發(fā)送信號(hào)，串口調(diào)試助手收到了 PLC 發(fā)送的信號(hào)，且收到的數(shù)據(jù)與 IAI 操作手冊(cè)示例一致，測(cè)試成功。
- 只有在操作被控方寄存器的時(shí)候（無論讀取還是寫入），轉(zhuǎn)換的成十進(jìn)制的地址后位需要加個(gè) 4。
- 注意發(fā)送命令和讀取命令的字符長(zhǎng)度，需要正確填寫。
- 需要注意波特率要填寫正確，與被控方保持一致，否則發(fā)出去的信號(hào)與收到的信號(hào)不相符。
- 發(fā)出去的內(nèi)容填寫到 DataPtr 中。
通過 MB_MSG，向 1 號(hào)從站讀取從 36865（Addr）這個(gè)地址開始 2 位（Count）的數(shù)據(jù)，并把讀取到的數(shù)據(jù)寫入 VB2000；如果是寫入，則是將 PLC 的 VB2000 開始的 2 位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，寫入到 1 號(hào)從站的 36865 寄存器中。
總之，掌握西門子 PLC 使用 Modbus 485 通訊傳輸接收數(shù)據(jù)的方法，對(duì)于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和維護(hù)具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中，要嚴(yán)格按照步驟操作，并注意相關(guān)的注意事項(xiàng)，以確保通訊的穩(wěn)定和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。
