1、Modbus通信概述
作为一个标准的工业协议，其的串行通信部分仅规定了在串行线路的基本数据传输格式，在OSI七层协议模型中只到1层和2层。Modbus具有两种串行传输模式，ASCII和RTU。它们定义了数据如何打包、解码的不同方式。支持Modbus协议的设备一般都支持RTU格式。

Modbus是一种单主站的主/从通信模式。Modbus网络上只能有一个主站存在，主站在Modbus网络上没有地址，从站的地址范围为0-247，其中0为广播地址。

Modbus通信标准协议可以通过各种传输方式传播，如RS232C、RS485、光纤、无线电等。详细的协议和规范，请访问Modbus组织的网站：

1.1 Modbus主站寻址
Modbus数据区地址为五到六位数，包含了数据类型和地址值。

不同的Modbus数据区地址通过不同的功能码来读取或者写入，Modbus数据区地址定义如下：
◆00001至09999是离散量输出(线圈)
◆10001至19999是离散量输入(触点)
◆30001至39999是输入寄存器(通常是模拟量输入)
◆40001至49999和400001至465535是保持寄存器
所有Modbus数据区地址均从xxxx1(或者xxxxx1)开始，不同的设备支持不同的数据类型和地址范围。

1.2 Modbus主站读取和写入功能
Modbus主站指令使用Modbus数据区地址读取或写入Modbus数据，相应的从站设备必须要支持对应的功能码，如表1所示。

表1  Modbus数据区地址对应Modbus从站需要支持的功能码



S7-200 SMART CPU通过串行端口进行Modbus RTU通信，借助STEP 7‑Micro/WIN SMART软件中的库指令，简化了与Modbus设备的通信。

2、Modbus RTU库


图1 西门子标准指令库(STEP 7-Micro/WIN SMART)

STEP 7-Micro/WIN SMART支持主站和从站设备通过RS485(集成端口0和可选信号板端口1)和RS232(可选信号板端口1)进行Modbus通信， S7-200 SMART最多可以配置2个Modbus RTU主站。软件本身集成了指令库，如图1所示。

3、Modbus RTU主站功能编程
调用Modbus RTU主站初始化和控制子程序。


图2  调用主站初始化MBUS_CTRL指令

①使用SM0.0调用MBUS_CTRL完成主站的初始化，并启动其功能控制：

表2 MBUS_CTRL指令参数意义



②调用Modbus RTU主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus请求：


图3  调用主站读写子程序MBUS_MSG指令

表3 MBUS_MSG指令参数意义



③库存储器分配
Modbus Master指令库需要一个286个字节的全局V存储区。
调用STEP 7-Micro/WIN SMART指令库需要分配库指令数据区。该数据区是相应库的子程序和中断程序所要用到的变量存储空间。
如果在编程时不分配库指令数据区，编译时会产生许多相同的错误。

操作步骤：
a、在指令树的Project(项目)中，以鼠标右键单击Program Block(程序块)，在弹出的快捷菜单中选择Library Memory(库存储器…)。如图4所示：


图4 “库存储器”按钮

b、在弹出的选项卡中设置库指令数据区，如图5所示


图5 库存储器地址分配

4、注意事项
①S7 200 SMART CPU一共支持两个Modbus RTU主站。如果您在项目中使用两个主站，则要确保MBUS_CTRL/MBUS_MSG和MB_CTRL2/ MBUS_MSG2成对使用，并采用不同的端口号做区分，如果只有一个主站则使用任意一对指令均可以。

②S7-200 SMART CPU支持的Modbus消息为每条最多240个字节(1920位或120个寄存器)的数据。

③通常Modbus协议的保持寄存器范围在40001到49999之间，这个范围对于多数应用来说已经足够了，但有些Modbus从站保持寄存器区的地址会超出该范围，此时主站协议库也支持400001到465536的地址范围，如果Modbus从站地址在该范围内，只需在调用MBUS_MSG / MBUS_MSG2时给Addr参数赋相应的值即可，如416768。

④库存储器分配，可以自定义起始地址，或者使用 “建议地址” 设置数据区，但要注意应当确保该地址不与其他任何已使用的数据区重叠、冲突，这些数据区既包括一般寻址，还应该考虑间接寻址访问的地址。

⑤Modbus数据区地址和S7-200 SMART存储区地址的映射举例。