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SIMATIC S7-200SMART, ANALOG INPUT SM TC04 4AI, 4 AI, 4 X AI THERMOCOUPLE
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| 一般信息 | ||
| 冗余 | ||
| ● 冗余功能 | 否 | |
| 電源電壓 | ||
| 額定值 (DC) | ||
| ● DC 24 V | 是; 標準24 V | |
| 允許范圍，下限 (DC) | 20.4 V | |
| 允許范圍，上限 (DC) | 28.8 V | |
| 反極性保護 | 是 | |
| 電源導線的外部保險裝置（推薦） | 不需要 | |
| 輸入電流 | ||
| 耗用電流，典型值 | 30 mA; 24 V DC 用戶電源的電流消耗 | |
| 耗用電流，最大值 | 40 mA; 20.4 V DC 時和最大負載時 | |
| 來自背板總線 DC 5 V，典型值 | 70 mA; 5 V DC 來自 CPU 模塊 | |
| 來自背板總線 DC 5 V，最大值 |
80 mA |
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SINAMICS S120具有0.12 - 4500 kW的超寬功率應用范圍。其中單軸AC/AC驅動器分為模塊型和裝機機柜型；多軸DC/AC驅動器分為緊湊書本型、書本型、裝機機柜型和機柜單元。
S120允許不同功率等級與控制性能的單元自由組合，所有系統(tǒng)組件之間都具有高度的兼容性。同時可通過簡單并聯(lián)就可實現(xiàn)功率的增容，為精確選型提供可能，其高度靈活的模塊化設計完全能夠滿足客戶的各種要求。
---結構緊湊的變頻器
---兩象限運行，不可向電網(wǎng)回饋能量
---包含組件:
------整流側：晶閘管或二極管模塊 + 預充電電路
------直流母線電容組
------逆變側：IGBT模塊
------進線濾波器，將干擾限制在 EN 61800-3 規(guī)定的 C3 類的限制范圍內（僅裝機裝柜型）
---功率范圍：
------0.12 – 0.75 kW @ 1AC 200 - 240 V
------0.37 – 250 kW @ 3AC 380 - 480 V
1.基本型電源：緊湊、經(jīng)濟的解決方案，用于無需能量回饋的驅動系統(tǒng)
---單象限運行，不可向電網(wǎng)回饋能量
---結構緊湊，價格經(jīng)濟
---包含組件:
------晶閘管或二極管模塊
------直流母線電容組
------預充電電路
------進線濾波器，將干擾限制在 EN 61800-3 規(guī)定的 C3 類的限制范圍內（僅裝機裝柜型）
2.智能型電源：不可控整流/回饋的解決方案，用于需要能量回饋的驅動系統(tǒng)
---四象限運行，可向電網(wǎng)回饋能量，采用IGBT模塊可防止逆變顛覆
---無需自耦變壓器
---結構緊湊，價格經(jīng)濟
---包含組件:
---IGBT模塊
---直流母線電容組
---進線電源電壓測量電路
------進線濾波器，將干擾限制在 EN 61800-3 規(guī)定的 C3 類的限制范圍內（僅裝機裝柜型）
3.有源型電源：可控整流/回饋的解決方案，用于高動態(tài)性和高穩(wěn)定性要求的驅動系統(tǒng)
---四象限運行，可向電網(wǎng)回饋能量
---直流母線電壓恒定，適合于高動態(tài)響應的應用
---運行可靠性高，有一定耐受電網(wǎng)電壓跌落能力
---包含組件:
------ALM：IGBT模塊 + 直流母線電容組
------AIM：進線電抗器 + 電網(wǎng)凈化濾波器 + 進線電源電壓測量電路 + 預充電電路（僅裝機裝柜型） + 進線濾波器，將干擾限制在 EN 61800-3 規(guī)定的C3類的限制范圍內（僅裝機裝柜型）
---結構緊湊的逆變器
---運行安靜 / 噪聲水平 67 - 73 dB
---高效的功率部件保護
---功率范圍：
------1.6 – 3000 kW @ 3AC 380 - 480 V
------55 – 4500 kW @ 3AC 500 - 690 V
相關文檔：
產(chǎn)品樣本：S120運動控制系統(tǒng) PM21.en
產(chǎn)品樣本：S120變頻調速裝置和變頻調速柜 D21.3
設備手冊：S120書本型功率部件
設備手冊：S120裝機裝柜型功率單元
設備手冊：S120 AC驅動
SINAMICS S120的控制單元用于控制整個驅動系統(tǒng)，包括功率模塊、電源模塊和電機模塊等，它可以連接豐富的選件：通訊擴展板、操作面板、端子擴展模塊、編碼器模塊等，用于控制功能的擴展。
CU320-2 DP/CU320-2 PN：用于多軸應用的控制單元
CU310-2 DP/CU310-2 PN：用于單軸應用的控制單元
---高級操作面板 AOP30
---基本操作面板 BOP20
---TB30：擴展4 x DI、4 x DO、2 x AI、2 x AO
---CBC10：CAN總線通訊
---CBE20：ProfiNET通訊
---TM31：擴展8 x DI、4 x DIO、2 x AI、2 x AO、2 x 繼電器輸出、1 x 溫度傳感器輸入
---TM15：擴展24 x DIO
---TM41：擴展4 x DI、4 x DIO、1 x AI、TTL編碼器
---TM54F：安全控制端子擴展
---TM120：溫度傳感器輸入擴展
---SMC 10 旋轉變壓器適配模塊
---SMC 20 絕對值編碼器適配模塊
---SMC 30 增量式編碼器適配模塊
---SMC 40 EnDat 2.2 編碼器適配模塊
電壓測量模塊VSM10
DRIVE-CLiQ Hub 模塊DMC20
相關文檔：
設備手冊：S120控制單元和擴展系統(tǒng)組件
SINAMICS S120的控制單元必須配合CF來使用，CF卡內帶有S120的固件和參數(shù)設置，固件版本可以通過訂貨號中的兩位體現(xiàn)出來，目前最新的固件版本為V4.6。
當需要性能擴展以及擴展集成安全功能時，需要單獨訂購授權，并在CF卡的訂貨號中體現(xiàn)出來，詳情見視頻《S120產(chǎn)品簡介——功率與控制部分》
功率單元、控制單元和CF卡為SINAMICS S120驅動系統(tǒng)必須的三個部分，關于它們的詳細介紹，請參見以下視頻《S120產(chǎn)品簡介——功率與控制部分》
除了必需的功率部分和控制部分，SINAMICS S120傳動系統(tǒng)還需要選配系統(tǒng)元件，以保證傳動裝置和電機的正常運行，同時減小傳動裝置對電源的影響。它們包括：
---進線電抗器
------用于基本整流裝置 uk = 2%
------用于回饋整流裝置 uk = 4%
------平滑輸入電流
------減少變頻器對電網(wǎng)電能質量的影響和干擾
---進線濾波器
------與進線電抗器一起工作，當變頻器運行于民用環(huán)境時，將變頻器工作時產(chǎn)生的無線干擾限制在 EN 61800-3 規(guī)定的 C2 類的范圍內
------只適用于中性點接地系統(tǒng)（ TN或TT電網(wǎng)）
---制動單元制動電阻
------僅在公共直流母線高于設定閾值時開始工作
------通過制動電阻消耗再生制動能量
------自動運行，無需控制回路
------電容模塊：增加直流母線電容值以補償瞬間失電
------控制電源模塊：通過公共直流母線或外部電源（3AC 380-480 V）產(chǎn)生 24V 輸出
---輸出電抗器
------電機電纜長度大于 300 / 450 米 ( 屏蔽 / 非屏蔽 ) 時需要加裝
------減小電機電纜的容性漏電流
------與電機電纜等效電容共同作用，減小了輸出側的電壓上升率
---帶VPL的dv/dt濾波器
------限制輸出側電壓上升率： du/dt < 500 V/µs
------限制輸出側的線電壓尖峰值
------使變頻器能夠驅動沒有絕緣強化的電機
---正弦波濾波器
------一階 LC 低通濾波器，使得電機線電壓近似正弦波
------減小電機噪聲S7-200和S7-300進行MPI通信
S7-200 PLC與S7-300 PLC之間采用MPI通訊方式時，S7-200 PLC中不需要編寫任何與通訊有關的程序，只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個連續(xù)的V 存儲區(qū)當中即可，而S7-300 PLC中需要在組織塊OB1（或是定時中斷組織塊OB35）當中調用系統(tǒng)功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68)，以實現(xiàn)S7-200 PLC與S7-300 PLC之間的通訊。調用SFC67和SFC68時VAR_ADDR參數(shù)填寫S7-200的數(shù)據(jù)地址區(qū)，由于S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)為v區(qū)，這里需填寫 P#DB1.DBX×× BYTE n 對應的就是S7200 V存儲區(qū)當中VB××到VB（××＋n）的數(shù)據(jù)區(qū)。例如交換的數(shù)據(jù)存在S7-200中VB50到VB59這10個字節(jié)當中，VAR_ADDR參數(shù)應為 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根據(jù)S7-300的硬件配置，在STEP7當中組態(tài)S7-300站并且下載，注意S7-200和S7-300出廠默認的MPI地址都是2，所以必須修 改其中一個PLC的站地址，例子程序當中將S7-300 MPI地址設定為2，S7-200地址設定3，另外要分別將S7-300和S7-200的通訊速率設定一致，可設為9.6K，19.2K，187.5K三 種波特率，例子程序當中選用了19.2K的速率。
S7-200 PLC修改MPI地址可以參考下圖：
圖1 S7-200 設置MPI地址
S7-300 PLC修改MPI地址可以參考下圖：
圖2 S7-300 設置MPI地址
例子程序在OB1當中調用數(shù)據(jù)讀寫功能塊：SFC67和SFC68，如下圖：
圖3 程序編寫
分別在STEP7 MicroWin32 和STEP7當中監(jiān)視S7-200和S7-300 PLC當中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)監(jiān)視界面如下：
圖4 S7-200監(jiān)控結果
圖5 S7-300監(jiān)控結果
通過CP5611，STEP7 MicroWin32， Set PG/PC Interface可以讀取S7200和S7300的站地址，如下圖：
圖6 CP5611診斷結果（站地址0為進行編程的計算機）
圖7 使用STEP7 MicroWin32診斷結果
2.S7-200和S7-300進行PROFIBUS通信
S7-300與S7-200通過EM277進行 PROFIBUS DP通訊，需要在STEP7中進行S7-300站組態(tài)，在S7-200系統(tǒng)中不需要對通訊進行組態(tài)和編程，只需要將要進行通訊的數(shù)據(jù)整理存放在V 存儲區(qū)，并且S7-300組態(tài)EM277從站時設置正確的地址即可。
插入一個S7-300的站：
圖8 S7-300組態(tài)
選中STEP7的硬件組態(tài)窗口中的菜單 Option® Install new GSD（GSD 文件下載：113652）
導入SIEM089D.GSD文件，安裝EM277從站配置文件，如下圖：
圖9 安裝GSD
在SIMATIC文件夾中有EM277的GSD文件：
圖10 安裝GSD
導入GSD文件后，在右側的設備選擇列表中找到EM277從站，PROFIBUS DP®Additional Field Devices®PLC®SIMATIC®EM277,并且根據(jù)通訊字節(jié)數(shù)，選擇一種配置，本例選擇8字節(jié)入/8字節(jié)出的方式，如下圖：
圖11 通信區(qū)域組態(tài)
根據(jù)EM277上的撥位開關設定以上EM277從站的站地址。
圖12組態(tài)DP通信地址
組態(tài)完系統(tǒng)的硬件配置后，將編譯下載到S7-300的PLC當中。S7-300的硬件下載完成后，將EM277的撥位開關撥到與以上硬件組 態(tài)的設定值一致，在S7-200中編寫程序將進行交換的數(shù)據(jù)存放在VB0－VB15，對應S7-300的PQB0-PQB7和PIB0-PIB7，打開 STEP7中的變量表和STEP7 MicroWin32的狀態(tài)表進行監(jiān)控，它們的數(shù)據(jù)交換結果如下圖：
圖13 通信數(shù)據(jù)監(jiān)控
圖14 通信數(shù)據(jù)監(jiān)控
注意：VB0－VB7是S7－300寫到S7－200的數(shù)據(jù)，VB8－VB15是S7－300從S7－200讀取的值。EM277上撥位開 關的位置一定要和S7－300中組態(tài)的地址值一致。如果使用的S7-200通信區(qū)域不從VB0開始，則需要設置地址偏移，在S7-300硬件組態(tài)中雙擊 EM277，修改數(shù)值0為實際使用的數(shù)值即可，如下圖所示：
圖15 地址區(qū)域偏移設置
3.S7-200和S7-300進行以太網(wǎng)通信
可以把S7-200的以太網(wǎng)模塊CP243-1配置為CLIENT，使用STEP 7 Micro/WIN32中的向導進行通信的配置即可。在命令菜單中選擇工具--> 以太網(wǎng)向導。
圖16 打開以太網(wǎng)向導
第一步是對以太網(wǎng)通信的描述.點擊下一步開始以太網(wǎng)配置。
圖17 向導介紹
在此處選擇模塊的位置,在線的情況下，您也可以用讀取模塊按鈕搜尋在線的CP243-1模塊。點擊下一步；
圖18 讀取模塊
在此處填寫IP地址和子網(wǎng)掩碼。點擊下一步；
圖19 地址設置
需要填寫模塊的連接數(shù)目，如只和CP343-1通信則在此處填寫1，點擊下一步。
圖20 模塊占用地址設置
選擇此為客戶機連接，遠程屬性TSAP （Transport Service Access Point）填寫為03.02，輸入343-1的IP地址.，點擊數(shù)據(jù)傳輸按鈕進入數(shù)據(jù)交換的定義。
圖21 連接設置
點擊新傳輸按鈕進入設置：選擇是讀取數(shù)據(jù)還是寫入數(shù)據(jù)。填寫通訊數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，填寫發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)和接收數(shù)據(jù)區(qū)的起始地址，本例中為從S7-300的MB200開始讀取8個字節(jié)到vb1000開始的8個字節(jié)的區(qū)域中。
點擊確認按鈕：
圖22 數(shù)據(jù)區(qū)域設置
選擇CRC校驗,使用缺省的時間間隔30秒,點擊下一步按鈕。
圖23 使用CRC
填寫模塊所占用的V存儲區(qū)的起始地址。你也可以通過Suggest Address按鈕來獲得系統(tǒng)建議的V存儲區(qū)的起始地址, 點擊下一步按鈕。
圖24 配置存儲區(qū)
完成以太網(wǎng)向導配置后需要在程序中調用以太網(wǎng)向導所生成的ETHx_CTRL和ETH0_XFR, 然后，將整個項目下載到作CLIENT的S7-200 CPU上。
圖25 程序編寫
西門子在 Micro/WIN V4.0 SP5 中正式推出 Modbus RTU 主站協(xié)議庫（西門子標準庫指令）。
圖 1. 西門子標準指令庫（Micro/WIN V4.0 SP5）
使用 Modbus RTU 主站指令庫，可以讀寫 Modbus RTU 從站的數(shù)字量、模擬量 I/O 以及保持寄存器。
要使用 Modbus RTU 主站指令庫，須遵循下列步驟：
安裝西門子標準指令庫
1. 調用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序
使用 SM0.0 調用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并啟動其功能控制：
圖 2. 用 SM0.0 調用 Modbus RTU 主站初始化與控制子程序
各參數(shù)意義如下:
| a. | EN | 使能： | 必須保證每一掃描周期都被使能（使用 SM0.0） |
|---|---|---|---|
| b. | Mode | 模式： | 為 1 時，使能 Modbus 協(xié)議功能；為 0 時恢復為系統(tǒng) PPI 協(xié)議 |
| c. | Baud | 波特率： | 支持的通訊波特率為1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。 |
| d. | Parity | 校驗： | 校驗方式選擇 |
| 0＝無校驗 | |||
| 1＝奇較驗 | |||
| 2＝偶較驗 | |||
| e. | Timeout | 超時： | 主站等待從站響應的時間，以毫秒為單位，典型的設置值為 1000 毫秒（1 秒），允許設置的范圍為 1 - 32767。 |
 注意： 這個值必須設置足夠大以保證從站有時間響應。
|
|||
| f. | Done | 完成位： | 初始化完成，此位會自動置1?？梢杂迷撐粏?MBUS_MSG 讀寫操作（見例程） |
| g. | Error | 初始化錯誤代碼（只有在 Done 位為1時有效）： | |
| 0＝ 無錯誤 | |||
| 1＝ 校驗選擇非法 | |||
| 2＝ 波特率選擇非法 | |||
| 3＝ 模式選擇非法 | |||
2. 調用 Modbus RTU 主站讀寫子程序MBUS_MSG，發(fā)送一個Modbus 請求；
圖 3. 調用Modbus RTU 主站讀寫子程序
各參數(shù)意義如下:
| a. | EN | 使能： | 同一時刻只能有一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）使能 |
|---|---|---|---|
|
注意：建議每一個讀寫功能（即 MBUS_MSG）都用上一個 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位來激活，以保證所有讀寫指令循環(huán)進行（見例程）。
|
|||
| b. | First | 讀寫請求位： | 每一個新的讀寫請求必須使用脈沖觸發(fā) |
| c. | Slave | 從站地址： | 可選擇的范圍 1 - 247 |
| d. | RW | 從站地址： | 0 ＝ 讀， 1 ＝ 寫 |
|
注意：
|
|||
| 1. 開關量輸出和保持寄存器支持讀和寫功能 | |||
| 2. 開關量輸入和模擬量輸入只支持讀功能 | |||
| e. | Addr | 讀寫從站的數(shù)據(jù)地址： | |
| 選擇讀寫的數(shù)據(jù)類型 | |||
| 00001 至 0xxxx - 開關量輸出 | |||
| 10001 至 1xxxx - 開關量輸入 | |||
| 30001 至 3xxxx - 模擬量輸入 | |||
| 40001 至 4xxxx - 保持寄存器 | |||
| f. | Count | 數(shù)據(jù)個數(shù) | 通訊的數(shù)據(jù)個數(shù)（位或字的個數(shù)） |
|
注意： Modbus主站可讀/寫的最大數(shù)據(jù)量為120個字（是指每一個 MBUS_MSG 指令）
|
|||
| g. | DataPtr | 數(shù)據(jù)指針： | 1. 如果是讀指令，讀回的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 |
| 2. 如果是寫指令，要寫出的數(shù)據(jù)放到這個數(shù)據(jù)區(qū)中 | |||
| h. | Done | 完成位 | 讀寫功能完成位 |
| i. | Error | 錯誤代碼： | 只有在 Done 位為1時，錯誤代碼才有效 |
| 0 ＝ 無錯誤 | |||
| 1 ＝ 響應校驗錯誤 | |||
| 2 ＝ 未用 | |||
| 3 ＝ 接收超時（從站無響應） | |||
| 4 ＝ 請求參數(shù)錯誤（slave address, Modbus address, count, RW） | |||
| 5 ＝ Modbus/自由口未使能 | |||
| 6 ＝ Modbus正在忙于其它請求 | |||
| 7 ＝ 響應錯誤（響應不是請求的操作） | |||
| 8 ＝ 響應CRC校驗和錯誤 | |||
| - | |||
| 101 ＝ 從站不支持請求的功能 | |||
| 102 ＝ 從站不支持數(shù)據(jù)地址 | |||
| 103 ＝ 從站不支持此種數(shù)據(jù)類型 | |||
| 104 ＝ 從站設備故障 | |||
| 105 ＝ 從站接受了信息，但是響應被延遲 | |||
| 106 ＝ 從站忙，拒絕了該信息 | |||
| 107 ＝ 從站拒絕了信息 | |||
| 108 ＝ 從站存儲器奇偶錯誤 | |||
3. 在 CPU 的 V 數(shù)據(jù)區(qū)中為庫指令分配存儲區(qū)（Library Memory）
Modbus Master 指令庫需要一個284個字節(jié)的全局 V 存儲區(qū)。
此為西門子正式推出的標準庫指令說明資料。
在 Modbus RTU Master 協(xié)議和 PPI 協(xié)議之間切換：Modbus RTU Master 協(xié)議指令庫使通信口工作在自由口模式下，此時不能與 Micro/WIN 軟件通信。要在切換回 PPI 協(xié)議，可以：
Modbus RTU Master 協(xié)議庫的 MBUS_CTRL 指令不需要很長的執(zhí)行時間。MBUS_需要 1.11 ms 用于初始化，在后續(xù)的每個掃描周期中只占用 0.41 ms。
調用 MBUS_MSG 子程序會加長處理時間。大部分時間都用于 CRC 校驗的計算。每讀、寫一個字的數(shù)據(jù)就需要 1.85 ms 掃描時間。數(shù)據(jù)最多的情況下（讀、寫 120 字的數(shù)據(jù)），掃描時間大概會擴增加 222 ms。讀操作的時間主要消耗在接收數(shù)據(jù)上；寫操作的時間主要消耗在發(fā)送數(shù)據(jù)上。
通常 Modbus 地址由 5 位數(shù)字組成，包括起始的數(shù)據(jù)類型代號，以及后面的偏移地址。Modbus Master 協(xié)議庫把標準的 Modbus 地址映射為所謂 Modbus 功能號，讀寫從站的數(shù)據(jù)。Modbus Master 協(xié)議庫支持如下地址：
為了支持上述 Modbus 地址的讀寫，Modbus Master 協(xié)議庫需要從站支持下列功能：
表 1. 需要從站支持的功能
| Modbus 地址 | 讀/寫 | Modbus 從站須支持的功能 |
|---|---|---|
|
00001 - 09999 數(shù)字量輸出 |
讀 | 功能 1 |
| 寫 |
功能 5：寫單輸出點 功能 15：寫多輸出點 |
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10001 - 19999 數(shù)字量輸入 |
讀 | 功能 2 |
| 寫 | － | |
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30001 - 39999 |
讀 | 功能 4 |
| 寫 | － | |
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40001 - 49999 保持寄存器 |
讀 | 功能 3 |
| 寫 |
功能 6：寫單寄存器單元 功能 16：寫多寄存器單元 |
S7-200 通過 Modbus Master 和 Slave 協(xié)議庫通信時，Modbus 地址和 S7-200 內存儲區(qū)地址的 映射關系都類似。
Modbus 保持寄存器地址映射舉例：
Modbus 數(shù)字量地址映射舉例：
位地址（0xxxx 和 1xxxx）數(shù)據(jù)總是以字節(jié)為單位打包讀寫。第一個字節(jié)中的最低有效位對應 Modbus 地址的起始地址。如下圖所示：
圖 4. 數(shù)字量地址映射舉例
為了更好地理解 Modbus 主站的編程，可參考下面的例程。
例子程序1: 多個MBUS_MSG指令輪詢執(zhí)行，
注意：此指令庫/程序的作者和擁有者對于該軟件的功能性和兼容性不負任何責任。使用該軟件的風險完全由用戶自行承擔。由于它是免費的，所以不提供任何擔保，錯誤糾正和熱線支持，用戶不必為 此聯(lián)系西門子技術支持與服務部門。
Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本是否有要求，為什么編譯例子程序時，會遇到 4 個錯誤？
Modbus RTU 主站庫對 CPU 的版本確實有要求，CPU 的版本必須為 2.00 或者 2.01(即訂貨號為6ES721*－***23-0BA*)，1.22 版本之前（包括 1.22 版本）的 S7-200 CPU 不支持。
Modbus 指令庫啟動后，如何通過同一個通信端口進行 CPU 監(jiān)控？
Modbus 指令庫使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經(jīng)被占用，可以考慮：
如何理解 Modbus 地址與功能碼的區(qū)別？
Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。
根據(jù) Modbus 通信協(xié)議，Modbus 數(shù)據(jù)的地址使用 0xxxx、1xxxx、3xxxx 和 4xxxx 的形式，分別表示數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入、模擬量輸入等數(shù)據(jù)地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址間有特定的對應關系。
有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細通信幀格式，其中包括如何指定 Modbus 站的地址，需要讀寫數(shù)據(jù)類型、長度等等。數(shù)據(jù)幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數(shù)據(jù)類型和地址，此字節(jié)的數(shù)據(jù)內容即所謂"功能碼"，如功能 1 指定讀取單個/多個數(shù)字量輸出點的值。
支持 Modbus 協(xié)議的設備或軟件，使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數(shù)據(jù)地址。Modbus 地址所訪問的數(shù)據(jù)，是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼，則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關系。
如何訪問大于 9999 的保持寄存器地址？
通常 Modbus 協(xié)議的保持寄存器地址范圍在 40001 - 49999 之間。對于多數(shù)應用來說已經(jīng)夠了。但有些 Modbus 從站把地址映射到保持寄存器區(qū)的地址超過 9999 的部分。
Modbus Master 協(xié)議庫支持超過 9999 的保持寄存器地址。地址范圍為 400001 - 465536。只需在調用 MBUS_MSG 子程序時給 Addr 參數(shù)賦相應的值即可，如 416768。
Modubs Master 擴展地址模式僅支持保持寄存器區(qū)，不支持其他地址類型。
S7-200 作為 Modbus 主站方接收上來的數(shù)據(jù)格式與第三方設備不一樣怎么辦？
西門子PLC數(shù)據(jù)的存儲格式為高位低存方式。舉例：VD200中包含VW200和VW202，其中VW202是低字，VW200是高字。若第三方設備與西門子數(shù)據(jù)存儲格式不同，是低位低存的方式，那么通信上來的數(shù)據(jù)就會存在錯誤，需要進行轉換才能使用。編程的方式比較多樣，針對雙字中高低字的交換可以使用SWAP(字交換）指令，若是字節(jié)交換可以考慮循環(huán)移位指令。
S7-200 是否支持如 Modbus TCP 等其它協(xié)議？
不支持。S7-200自身的通信端口或其通信擴展模塊均不支持 Modbus TCP、CANopen、DeviceNet 以及 BACnet 通信協(xié)議。
為什么 S7-200 作 Modbus 主站時 MBUS_MSG 指令報6號錯誤？
引起6號錯誤主要有兩方面的原因：1.多個 MBUS_MSG 指令同時使能執(zhí)行；2. Modbus庫存儲區(qū)中分配的建議地址區(qū)與編程中已使用的V存儲區(qū)有重疊。
2Modbus RTU從站
S7-200 CPU上的通信口Port0可以支持Modbus RTU協(xié)議，成為Modbus RTU從站。此功能是通過S7-200的自由口通信模式實現(xiàn)，因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺等慢速通信設備傳輸。
詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》之相關章節(jié)。
要實現(xiàn)Modbus RTU通信，需要STEP 7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的編程軟件，而且須安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）。Modbus RTU功能是通過指令庫中預先編好的程序功能塊實現(xiàn)的。
Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。
檢查Micro/WIN的軟件版本，應當是STEP 7-Micro/WIN V3.2以上版本。
檢查Micro/WIN的指令樹中是否存在Modbus RTU從站指令庫（圖1），庫中應當包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個子程序。如果沒有，須安裝Micro/WIN32 V3.2的Instruction Library（指令庫）軟件包；
圖1. 指令樹中的庫指令
編程時使用SM0.1調用子程序MBUS_INIT進行初始化，使用SM0.0調用MBUS_SLAVE，并指定相應參數(shù)。關于參數(shù)的詳細說明，可在子程序的局部變量表中找到；
圖2. 調用Modbus RTU通信指令庫
圖中參數(shù)意義如下：
| 錯誤代碼 | 描述 |
|---|---|
| 0 | 無錯誤 |
| 1 | 存儲區(qū)范圍錯誤 |
| 2 | 非法波特率或校驗 |
| 3 | 非法從站地址 |
| 4 | Modbus 參數(shù)的非法值 |
| 5 | 保持寄存器與Modbus從站符號地址重復 |
| 6 | 接收校驗錯誤 |
| 7 | 接收CRC錯誤 |
| 8 | 非法功能請求/不支持的功能 |
| 9 | 請求中有非法存儲區(qū)地址 |
| 10 | 從站功能未使能 |
在CPU的V數(shù)據(jù)區(qū)中分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)（Library Memory）；
如有必要，使用主站軟件測試。
注意：由子程序參數(shù)HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器區(qū)，是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存儲區(qū)中分配，此數(shù)據(jù)區(qū)不能和庫指令數(shù)據(jù)區(qū)有任何重疊，否則在運行時會產(chǎn)生錯誤，不能正常通信。注意Modbus 中的保持寄存器區(qū)按"字"尋址，即MaxHold規(guī)定的是VW而不是VB的個數(shù)。
在圖2的例子中，規(guī)定了 Modbus 保持寄存器區(qū)從 VB0 開始（HoldStart ＝ VB0），并且保持寄存器為1000個字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（兩個字節(jié)）為單位，實際上這個通信緩沖區(qū)占用了VB0～VB1999共2000個字節(jié)。因此分配庫指令保留數(shù)據(jù)區(qū)時至少要從VB2000開始。當然保持區(qū)不一定要從VB0開始。
注意：你選用的CPU的V存儲區(qū)大??！CPU型號不同V數(shù)據(jù)存儲區(qū)大小不同。應根據(jù)需要選擇Modbus保持寄存器區(qū)域的大小。
包含 Modbus RTU 從站指令庫的項目編譯、下載到CPU中后，在編程計算機（PG/PC）上運行一些 Modbus 測試軟件可以檢驗S7-200的Modbus RTU通信是否正常，這對查找故障點很有用。測試軟件通過計算機串口（RS-232）和PC/PPI電纜連接CPU。如果必要，須將PC/PPI電纜設置在自由口通信方式。
可到一些軟件下載網(wǎng)站尋找類似軟件，如 ModScan32 等。
Modbus地址總是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內部的數(shù)據(jù)存儲區(qū)與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對應關系如下：
表2. Modbus地址對應表
| Modbus地址 | S7-200數(shù)據(jù)區(qū) |
|---|---|
| 00001 ~ 00128 | Q0.0 ~ Q15.7 |
| 10001 ~ 10128 | I0.0 ~ I15.7 |
| 30001 ~ 30032 | AIW0 ~ AIW62 |
| 40001 ~ 4xxxx | T ~ T + 2 * (xxxx -1) |
其中T為S7-200中的緩沖區(qū)起始地址，即 HoldStart。
如果已知S7-200中的V存儲區(qū)地址，推算Modbus地址的公式如下：
Modbus地址 = 40000 + (T/2+1) ; T為偶數(shù)
Modbus RTU 從站指令庫支持特定的 Modbus 功能。訪問使用此指令庫的主站必須遵循這個指令庫的要求。
表 3. Modbus RTU 從站功能碼
| 功能碼 | 主站使用相應功能碼作用于此從站的效用 |
|---|---|
| 1 | 讀取單個/多個線圈（離散量輸出點）狀態(tài)。 功能 1 返回任意個數(shù)輸出點（Q）的 ON/OFF 狀態(tài)。 |
| 2 | 讀取單個/多個觸點（離散量輸入點）狀態(tài)。 功能 2 返回任意個數(shù)輸入點（I）的 ON/OFF 狀態(tài)。 |
| 3 | 讀取單個/多個保持寄存器。功能 3 返回 V 存儲區(qū)的內容。在 Modbus 協(xié)議下保持寄存器都是"字"值，在一次請求中可以讀取最多 120 個字的數(shù)據(jù)。 |
| 4 | 讀取單個/多個輸入寄存器。功能 4 返回 S7-200 的模擬量數(shù)據(jù)值。 |
| 5 | 寫單個線圈（離散量輸出點）。功能 5 用于將離散量輸出點設置為指定的值。這個點不是被強制的，用戶程序可以覆蓋 Modbus 通信請求寫入的值。 |
| 6 | 寫單個保持寄存器。功能 6 寫一個值到 S7-200 的 V 存儲區(qū)的保持寄存器中。 |
| 15 | 寫多個線圈（離散量輸出點）。功能 15 把多個離散量輸出點的值寫到 S7-200 的輸出映像寄存器（Q 區(qū)）。輸出點的地址必須以字節(jié)邊界起始（如 Q0.0 或 Q2.0），并且輸出點的數(shù)目必須是 8 的整數(shù)倍。這是此 Modbus RTU 從站指令庫的限制。些點不是被強制的，用戶程序可以覆蓋 Modbus 通信請求寫入的值。 |
| 16 | 些多個保持寄存器。功能 16 寫多個值到 S7-200 的 V 存儲區(qū)的保持寄存器中。在一次請求中可以寫最多 120 個字的數(shù)據(jù)。 |
需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打開
Modbus 從站的網(wǎng)絡地址與 S7-200 的 CPU 網(wǎng)絡地址有什么關系？
沒有關系。支持網(wǎng)絡通信的通信協(xié)議必須有其自己的網(wǎng)絡尋址規(guī)定。 Modbus 從站的地址只是它在 Modbus 網(wǎng)絡上的地址，而通常所說的 S7-200 CPU 地址是 CPU 在西門子的 PPI 網(wǎng)絡上的站地址。S7-200 CPU 的大部分通信功能都通過 PPI 網(wǎng)絡完成，例如編程、網(wǎng)絡讀寫通信等。
如何理解 Modbus 地址與功能碼的區(qū)別？
Modbus 地址與 Modbus 的功能碼是兩個層次的概念。
根據(jù) Modbus 通信協(xié)議，Modbus 數(shù)據(jù)的地址使用 00xxx、10xxx、30xxx 和 40xxx 的形式，分別表示數(shù)字量輸出、數(shù)字量輸入、模擬量輸入等數(shù)據(jù)地址。在使用 S7-200 的指令庫時，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址間有特定的對應關系。
有些設備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細通信幀格式，其中包括如何指定 Modbus 站的地址，需要讀寫數(shù)據(jù)類型、長度等等。數(shù)據(jù)幀有特定字節(jié)指出此指令讀寫的數(shù)據(jù)類型和地址，此字節(jié)的數(shù)據(jù)內容即所謂"功能碼"，如功能 1 指定讀取單個/多個數(shù)字量輸出點的值。
支持 Modbus 協(xié)議的設備或軟件，使用時用戶直接設置或看到的應當是 Modbus 數(shù)據(jù)地址。Modbus 地址所訪問的數(shù)據(jù)，是通過各種"功能"讀寫而來。功能碼是 Modbus 地址的底層。如果 Modbus 通信的一方提供的所謂 Modbus 協(xié)議只有功能碼，則需要注意了解此功能號與 Modbus 地址間的對應關系。
Modbus 指令庫啟動后，如何通過同一個通信端口進行 CPU 監(jiān)控？
Modbus 指令庫使用的是 CPU 的自由口通信功能，工作在自由口模式下的通訊口不能使用 Micro/WIN 的 PPI 編程通信監(jiān)控。如果通信口都已經(jīng)被占用，可以考慮：
為何有些 HMI 軟件使用 Modbus RTU 讀取S7-200中的實數(shù)會出現(xiàn)錯誤？
有些HMI軟件使用Modbus RTU通信協(xié)議時，處理存儲在數(shù)據(jù)保持寄存器中的實數(shù)（浮點數(shù)）的方式與西門子的實數(shù)保存格式不同。西門子的PLC遵循"高字節(jié)低地址、低字節(jié)高地址"的規(guī)律。
Modbus RTU的保持寄存器總是以"字（雙字節(jié)）"為單位，而一個實數(shù)需要4個字節(jié)（雙字）表示。HMI軟件在處理時可能會把保持寄存器的兩個"字"互換位置，造成不能識別以西門子格式表示的實數(shù)。如果HMI軟件一方無法處理這種實數(shù)，則可在S7-200 CPU中編程將存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（保持寄存器區(qū)）的實數(shù)的高字和低字互換。
為何有的HMI軟件用Modbus RTU可以讀取作為從站的S7-200的內容，但不能寫入？
可能此軟件使用了Modbus功能15（寫多個離散量）或類似功能（功能 16）。S7-200從站協(xié)議遵守"以整字節(jié)地址邊界（如Q0.0、Q2.0）開始、以8的整數(shù)倍為位個數(shù)"的規(guī)約。如果HMI軟件未嚴格執(zhí)行此規(guī)律就可能發(fā)生寫入錯誤的情況。
S7-200是否支持 Modbus ASCII 模式？
S7-200可以支持上述模式，但是沒有現(xiàn)成的指令庫，需要用戶自己編程。
項目編譯后為何出現(xiàn)很多錯誤？
使用指令庫時，若編譯后出現(xiàn)很多錯誤，一般是因為未指定庫指令數(shù)據(jù)存儲區(qū)。請參考相關條目。
S7-200 CPU的Port1是否可以支持Modbus RTU協(xié)議？
可以。用戶可以自己編程實現(xiàn)。
在S7-200的"Tips and Tricks"幫助文檔中，Tip041是Modbus RTU從站程序，用戶可以參考。
S7-200是否可以組成Modbus RTU通信網(wǎng)絡？如何組網(wǎng)？
S7-200可以組成RS-485基礎上的Modbus RTU網(wǎng)絡。如果通信對象是不同標準的通信口，可能還需要轉換。
參見：RS-485網(wǎng)絡組成
STEP 7-Micro/WIN V4.0 以上版內部已經(jīng)帶有新的指令庫，但在未安裝西門子 Instruction Library 軟件包的情況下，不能顯示出來使用。
要使用西門子的標準指令庫，必須先安裝西門子的指令庫軟件包 Instruction Library。安裝了 Instruction Library 之后，只要安裝的 STEP 7-Micro/WIN 版本是最新的，就能獲得相應版本的新指令庫。安裝 Micro/WIN 的升級包（Service Pack）也會更新指令庫的版本。
用戶可以直接從下面獲得西門子 Instruction Library 軟件安裝包：
最新的 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 版本支持以下幾種西門子標準指令庫：
以上通信協(xié)議庫都是使用了S7-200 CPU的自由口通信功能。
圖1. 西門子標準庫以淺藍色圖標表示（Micro/WIN V4.0 SP5）
從以下兩種途徑可以獲得STEP 7-Micro/WIN指令庫：
注意：
有時因為系統(tǒng)和軟件安裝有問題，可能在安裝完西門子標準指令庫后仍然不能看到西門子標準庫。這時可以嘗試添加標準庫。標準庫的文件存在Micro/WIN安裝目錄下的Standard Libs目錄下。
調用STEP 7 - Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library（指令庫）需要分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)（Library Memory）。庫指令數(shù)據(jù)區(qū)是相應庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲空間。
如果在編程時不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時會產(chǎn)生許多相同的錯誤（錯誤18）。
操作步驟（以Modbus RTU庫指令為例）：
在指令樹的Project（項目）中，以鼠標右鍵單擊Program Block（程序塊），在彈出的快捷菜單中選擇Library Memory。如圖2所示：
圖2
在彈出的選項卡中設置庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，如圖2所示：
圖3.缺省情況下是從VB0開始，但因為與Modbus的保持寄存區(qū)沖突，所以手動改為VB2000。按"Suggest Address"按鈕也可以自動分配。
可以使用Suggest Address（推薦地址）設置數(shù)據(jù)區(qū)，但要注意編程軟件設置的數(shù)據(jù)區(qū)地址，只考慮到了其他一般尋址，而未考慮到諸如Modbus數(shù)據(jù)保持寄存器區(qū)等的設置。應當確保不與其他任何已使用的數(shù)據(jù)區(qū)重疊、沖突。不應重復按Suggest Address按鈕，否則也會造成混亂。
在STEP 7-Micro/WIN32 V3.1中，有分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)時有不同的操作方法，需要在Symbol Table（符號表）中設置一個首地址。我們強烈建議使用當時最新的編程版本。
注意：添加自定義指令庫，需要關閉編輯庫指令的項目，新建立一個項目。如果要添加其他來源的庫指令自然不需要如此。
第一步：在Micro/WIN的File（文件）菜單中選擇Add/Remove Libraries...（添加/刪除指令庫）命令 ；或者在指令樹的Libraries（指令庫）分支上單擊鼠標右鍵，選擇Add/Remove Libraries...
圖4. 選擇添加/刪除指令庫命令
添加/刪除對話框中將顯示已經(jīng)在本機的Micro/WIN中集成的用戶自定義指令庫。
圖5. 已安裝的庫指令
第二步：按Add（添加）按鈕，選擇新定義的庫文件路徑。用戶自定義庫將自動添加到Micro/WIN指令樹的Libraries分支下。
