2.1 CPU 上的通信口（Port0）支持 Modbus RTU 從站通信協(xié)議

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(shí)現(xiàn)，因此可以通過無線數(shù)據(jù)電臺(tái)等慢速通信設(shè)備傳輸。

 詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》之相關(guān)章節(jié)。

要實(shí)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(yù)先編好的程序功能塊實(shí)現(xiàn)的。

 Modbus RTU從站指令庫只支持CPU上的通信0口（Port0）。

2.2 編程基本步驟：

檢查Micro/WIN的軟件版本，應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)包括MBUS_INIT和MBUS_SLAVE兩個(gè)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(shí)使用SM0.1調(diào)用子程序MBUS_INIT進(jìn)行初始化，使用SM0.0調(diào)用MBUS_SLAVE，并相應(yīng)參數(shù)。關(guān)于參數(shù)的詳細(xì)說明，可在子程序的局部變量表中找到；

圖2. 調(diào)用Modbus RTU通信指令庫

圖中參數(shù)意義如下：

• 模式選擇：啟動(dòng)/停止Modbus，1=啟動(dòng)；0=停止
• 從站地址：Modbus從站地址，取值1~247
• 波特率：可選1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200
• 奇偶校驗(yàn)：0=無校驗(yàn)；1=奇校驗(yàn)；2=偶校驗(yàn)
• 延時(shí)：附加字符間延時(shí)，缺省值為0
• 大I/Q位：參與通信的大I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200的I/O映像區(qū)為128/128，缺省值為128
• 大AI字?jǐn)?shù)：參與通信的大AI通道數(shù)，可為16或32
• 大保持寄存器區(qū)：參與通信的V存儲(chǔ)區(qū)字（VW）
• 保持寄存器區(qū)起始地址：以&VBx（間接尋址方式）
• 初始化完成標(biāo)志：初始化后置1
• 初始化錯(cuò)誤代碼
• Modbus執(zhí)行：通信中時(shí)置1，無 Modbus 通信活動(dòng)時(shí)為 0。
• 錯(cuò)誤代碼：0=無錯(cuò)誤

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的保持寄存器區(qū)，是在S7-200 CPU的V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)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(gè)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(gè)字（MaxHold＝1000），因保持寄存器以字（兩個(gè)字節(jié)）為單位，實(shí)際上這個(gè)通信緩沖區(qū)占用了VB0～VB1999共2000個(gè)字節(jié)。因此分配庫指令保留數(shù)據(jù)區(qū)時(shí)至少要從VB2000開始。當(dāng)然保持區(qū)不一定要從VB0開始。

注意：你選用的CPU的V存儲(chǔ)區(qū)大??！CPU型號(hào)不同V數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)大小不同。應(yīng)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(xiàng)目編譯、下載到CPU中后，在編程計(jì)算機(jī)（PG/PC）上運(yùn)行一些 Modbus 測試軟件可以檢驗(yàn)S7-200的Modbus RTU通信是否正常，這對查找故障點(diǎn)很有用。測試軟件通過計(jì)算機(jī)串口（RS-232）和PC/PPI電纜連接CPU。如果必要，須將PC/PPI電纜設(shè)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。

2.3 Modbus RTU 從站地址與S7-200的地址對應(yīng)

Modbus地址是以00001、30004之類的形式出現(xiàn)。S7-200內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)與Modbus的0、1、3、4共4類地址的對應(yīng)關(guān)系如下：

表2. Modbus地址對應(yīng)表

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(chǔ)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)

2.4 Modbus RTU 從站指令庫支持的功能碼

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(gè)指令庫的要求。

表 3. Modbus RTU 從站功能碼

2.5 Modbus RTU 從站例程

Modbus RTU 從站例程

需要 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 以上版打開

2.6 Modbus RTU 從站常見問題

Modbus 從站的網(wǎng)絡(luò)地址與 S7-200 的 CPU 網(wǎng)絡(luò)地址有什么關(guān)系？

沒有關(guān)系。支持網(wǎng)絡(luò)通信的通信協(xié)議必須有其自己的網(wǎng)絡(luò)尋址規(guī)定。 Modbus 從站的地址只是它在 Modbus 網(wǎng)絡(luò)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(luò)上的站地址。S7-200 CPU 的大部分通信功能都通過 PPI 網(wǎng)絡(luò)完成，例如編程、網(wǎng)絡(luò)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(gè)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(shí)，Modbus 數(shù)據(jù)地址與 S7-200 的 I/O 和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)地址間有特定的對應(yīng)關(guān)系。

有些設(shè)備表明它支持 Modbus RTU 通信協(xié)議，但也詳細(xì)提供了讀寫數(shù)據(jù)的詳細(xì)通信幀格式，其中包括如何 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(nèi)容即所謂"功能碼"，如功能 1 讀取單個(gè)/多個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)的值。

支持 Modbus 協(xié)議的設(shè)備或軟件，使用時(shí)用戶直接設(shè)置或看到的應(yīng)當(dāng)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(hào)與 Modbus 地址間的對應(yīng)關(guān)系。

Modbus 指令庫啟動(dòng)后，如何通過同一個(gè)通信端口進(jìn)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：

• 加一個(gè)通信模塊（如 EM 277、CP 243-1、EM 241 等）擴(kuò)展出一個(gè)編程通信口
• 中止自由口模式，可以將 CPU 上的模式開關(guān)從 RUN 撥到 STOP；或者保持處于 RUN 狀態(tài)，用程序停止指令庫的 Modbus 模式（參見指令庫應(yīng)用）

為何有些 HMI 軟件使用 Modbus RTU 讀取S7-200中的實(shí)數(shù)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤？

有些HMI軟件使用Modbus RTU通信協(xié)議時(shí)，處理存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)保持寄存器中的實(shí)數(shù)（浮點(diǎn)數(shù)）的方式與西門子的實(shí)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的保持寄存器是以"字（雙字節(jié)）"為單位，而一個(gè)實(shí)數(shù)需要4個(gè)字節(jié)（雙字）表示。HMI軟件在處理時(shí)可能會(huì)把保持寄存器的兩個(gè)"字"互換位置，造成不能識(shí)別以西門子格式表示的實(shí)數(shù)。如果HMI軟件一方無法處理這種實(shí)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(shí)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(nèi)容，但不能寫入？

可能此軟件使用了Modbus功能15（寫多個(gè)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(gè)數(shù)"的規(guī)約。如果HMI軟件未嚴(yán)格執(zhí)行此規(guī)律就可能發(fā)生寫入錯(cuò)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(xiàng)目編譯后為何出現(xiàn)很多錯(cuò)誤？

使用指令庫時(shí)，若編譯后出現(xiàn)很多錯(cuò)誤，一般是因?yàn)槲磶熘噶顢?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。請參考相關(guān)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(shí)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(luò)？如何組網(wǎng)？

S7-200可以組成RS-485基礎(chǔ)上的Modbus RTU網(wǎng)絡(luò)。如果通信對象是不同標(biāo)準(zhǔn)的通信口，可能還需要轉(zhuǎn)換。
參見：RS-485網(wǎng)絡(luò)組成

STEP 7-Micro/WIN V4.0 以上版內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)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 版本是新的，就能獲得相應(yīng)版本的新指令庫。安裝 Micro/WIN 的升級(jí)包（Service Pack）也會(huì)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：

Instruction Library

新的 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP5 版本支持以下幾種西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫：

• USS通信協(xié)議庫：
  可使CPU通信口 Port0 和 Port 1 支持與Micro-Master 3（MM3系列）和Micro-Master 4（MM4系列，如MM420、MM430、MM440等）、SINAMICS G110系列的USS通信控制，通過一些預(yù)先編好的子程序和中斷程序，以方便地控制變頻器的運(yùn)行和讀寫其參數(shù)。
  Micro/WIN V4.0的USS指令庫現(xiàn)在已經(jīng)針對西門子的Master Drive做了優(yōu)化。
• Modbus RTU Slave（從站）通信協(xié)議庫：
  可使CPU通信口 Port0 支持Modbus RTU從站通信功能。
• Modbus RTU Master （主站）通信協(xié)議庫: 
  可使 CPU 通信口 Port 0 和 Port 1 支持 Modbus RTU 主站通信功能。

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(biāo)準(zhǔn)庫以淺藍(lán)色圖標(biāo)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：

• 安裝STEP 7-Micro/WIN32 附加軟件包Instruction Library V1.1，訂貨號(hào)6ES7830-2BC00-0YX0。
• 已安裝STEP 7-Micro/WIN32 V3.1和Toolbox V1.0（包括為TP070配置的TP Designer和老的指令庫，訂貨號(hào)6ES7810-2TC00-0YX0），再安裝正式的STEP 7-Micro/WIN32 V3.2（或V4.0）版，也可自動(dòng)獲得新的指令庫。新舊版本的軟件及其指令庫可以在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上共存（V4.0 的各升級(jí)包不能共存）。

注意：

• 所有舊的CPU21x不能使用新的指令庫
• 舊版本的指令庫不能與新的指令庫在同一個(gè)項(xiàng)目文件中共存
• 安裝了新版本的指令庫后，舊版本的指令庫不再能夠看到
• 用戶自定義的指令庫不能與西門子的庫重名

有時(shí)因?yàn)橄到y(tǒng)和軟件安裝有問題，可能在安裝完西門子標(biāo)準(zhǔn)指令庫后仍然不能看到西門子標(biāo)準(zhǔn)庫。這時(shí)可以嘗試添加標(biāo)準(zhǔn)庫。標(biāo)準(zhǔn)庫的文件存在Micro/WIN安裝目錄下的Standard Libs目錄下。

3.1 分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)

調(diào)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(yīng)庫的子程序和中斷程序所要用到的變量存儲(chǔ)空間。

如果在編程時(shí)不分配庫指令數(shù)據(jù)區(qū)，編譯時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多相同的錯(cuò)誤（錯(cuò)誤18）。

操作步驟（以Modbus RTU庫指令為例）：

在指令樹的Project（項(xiàng)目）中，以鼠標(biāo)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(xiàng)卡中設(shè)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?yàn)榕cModbus的保持寄存區(qū)沖突，所以手動(dòng)改為VB2000。按"Suggest Address"按鈕也可以自動(dòng)分配。

可以使用Suggest Address（地址）設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)，但要注意編程軟件設(shè)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(shè)置。應(yīng)當(dāng)確保不與其他任何已使用的數(shù)據(jù)區(qū)重疊、沖突。不應(yīng)重復(fù)按Suggest Address按鈕，否則也會(huì)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(shí)有不同的操作方法，需要在Symbol Table（符號(hào)表）中設(shè)置一個(gè)首地址。我們強(qiáng)烈建議使用當(dāng)時(shí)新的編程版本。

3.2 添加指令庫

注意：添加自定義指令庫，需要關(guān)閉編輯庫指令的項(xiàng)目，新建立一個(gè)項(xiàng)目。如果要添加其他來源的庫指令自然不需要如此。

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(biāo)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(jī)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(dòng)添加到Micro/WIN指令樹的Libraries分支下。

圖6. 選擇庫文件

 缺省情況下，Micro/WIN到圖8中的路徑下尋找?guī)熘噶钗募?。用戶也可以其他路徑。但要注意庫文件?yīng)當(dāng)保持在非移動(dòng)的介質(zhì)上，如果了一個(gè)可移動(dòng)硬盤，則硬盤不在時(shí)會(huì)發(fā)生找不到庫的錯(cuò)誤。建議用戶使用缺省設(shè)置。

3.3 刪除庫指令

步：選擇添加/刪除指令庫命令

圖7. 選擇命令

第二步：選中須卸載的庫所對應(yīng)的庫文件，按Remove（刪除）按鈕

圖8. 選中要?jiǎng)h除的庫指令文件

S7-200系統(tǒng)支持的PPI、MPI和PROFIBUS-DP協(xié)議通常以RS-485電氣網(wǎng)絡(luò)為硬件基礎(chǔ)。
RS-485串行通信標(biāo)準(zhǔn)采用平衡信號(hào)傳輸方式，或者稱為差動(dòng)模式。平衡傳輸方式可以有效地抑制傳輸過程中干擾。
平衡方式采用一對導(dǎo)線，利用兩根導(dǎo)線間的電壓差傳輸傳輸信號(hào)。這兩根導(dǎo)線被命名為A（TxD/RxD-）和B（TxD/RxD+）。當(dāng)B的電壓比A高時(shí)，認(rèn)為傳輸?shù)氖沁壿?高"電平；當(dāng)B的電壓比A低時(shí)，認(rèn)為傳輸?shù)氖沁壿?低"電平信號(hào)。能夠有效工作的差動(dòng)電壓范圍十分寬廣，可以從零點(diǎn)幾伏到接近十伏。
RS-485通信端口可以做到很高的通信速率，較長的通信距離，以及并聯(lián)連接多個(gè)端口。

平衡通信方式能否有效工作受到共模電壓差的影響。RS-485接口的兩根導(dǎo)線相對于通信對象信號(hào)地的電壓差就是共模電壓。非電氣隔離的RS-485接口能在一定的范圍內(nèi)抵抗共模電壓對通信的干擾。

S7-200 CPU通信口的共模抑制電壓是12V。所以對于這類非隔離型的RS-485端口，保證通信口之間的信號(hào)地等電位非常重要，好將它們連接在一起（并不是說一定要接地）。

S7-200系統(tǒng)中的RS-485端口是半雙工的，不能同時(shí)發(fā)送和接收信號(hào)。
在S7-200系統(tǒng)中，選擇合適的通信設(shè)備，可以做到波特率從1200到12M，單段距離1000m，單段站點(diǎn)32個(gè)的通信網(wǎng)絡(luò)。通過中繼器，RS-485電氣網(wǎng)絡(luò)還可以擴(kuò)展通信距離，增加通信站點(diǎn)。詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》關(guān)于通信的專門一章。
雖然常見的RS-485通信器件在電氣性能上基本一致，但物理接口卻五花八門，沒有統(tǒng)一的規(guī)定。

 西門子系統(tǒng)中的 D-Sub 9 針型 RS-485 端口，引腳定義是基本一致的。

4.1 S7-200系統(tǒng)中的RS-485通信

在S7-200系統(tǒng)中，CPU上的通信口（編程口），以及EM277模塊上的通信端口都是符合RS-485電氣標(biāo)準(zhǔn)的。但它們也有所不同：

• S7-200 CPU上的通信口是非隔離型的，高通信速率187.5K波特
• EM277上的通信口是隔離的，高通信速率12M，并且速率自適應(yīng)

以下三種協(xié)議，都可以在RS-485的硬件基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通信：

• PPI（包括編程通信、S7-200 CPU之間、S7-200 CPU與HMI之間的通信等）
• MPI（S7-200 CPU與S7-300/400 CPU、S7-200 CPU與HMI之間、EM277與HMI之間的通信等）
• PROFIBUS-DP（EM277與其他PROFIBUS-DP主站之間的通信）

實(shí)際上，如果各通信站點(diǎn)的地址不同，通信波特率相同，上述三個(gè)協(xié)議可以在一個(gè)RS-485網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)各自的通信。當(dāng)然，一個(gè)站點(diǎn)支持什么協(xié)議受到自身?xiàng)l件所限。

因此考察上述電氣網(wǎng)絡(luò)的通信時(shí)，我們應(yīng)注意到它們都受RS-485網(wǎng)絡(luò)電氣基礎(chǔ)的制約。上述網(wǎng)絡(luò)所用的網(wǎng)絡(luò)硬件基本一樣。

在S7-200系統(tǒng)中，無論是組成PPI、MPI還是RPOFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)，或是Modbus RTU網(wǎng)絡(luò)，用到的主要部件都是一樣的：

• PROFIBUS電纜：電纜型號(hào)有多種，其中基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速連接）Standard電纜（訂貨號(hào)6XV1 830-0EH10）
• PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器：網(wǎng)絡(luò)連接器也有多種形式，如出線角度不同等等

5.1 連接網(wǎng)絡(luò)連接器

A. 電纜和剝線器。使用FC技術(shù)不用剝出裸露的銅線。

圖1. 剝好一端的PROFIBUS電纜與快速剝線器（FCS，訂貨號(hào)6GK1905-6AA00）。

B. 打開PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器。首先打開電纜張力釋放壓塊，然后掀開芯線鎖。

圖2. 打開的PROFIBUS連接器

C. 去除PROFIBUS電纜芯線外的保護(hù)層，將芯線按照相應(yīng)的顏色標(biāo)記插入芯線鎖，再把鎖塊用力壓下，使內(nèi)部導(dǎo)體接觸。應(yīng)注意使電纜剝出的屏蔽層與屏蔽連接壓片接觸。

圖3. 插入電纜

由于通信頻率比較高，因此通信電纜采用雙端接地。電纜兩頭都要連接屏蔽層。

D. 復(fù)位電纜壓塊，擰緊螺絲，消除外部拉力對內(nèi)部連接的影響。

5.2 網(wǎng)絡(luò)連接器

網(wǎng)絡(luò)連接器主要分為兩種類型：帶和不帶編程口的。不帶編程口的插頭用于一般聯(lián)網(wǎng)，帶編程口的插頭可以在聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)仍然提供一個(gè)編程連接端口，用于編程或者連接HMI等。

圖4. 左側(cè)為不帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器（訂貨號(hào)：6ES7 972-0BA52-0XA0）
右側(cè)的是帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器（訂貨號(hào)：6ES7 972-0BB52-0XA0）

5.3 線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

通過PROFIBUS電纜連接網(wǎng)絡(luò)插頭，構(gòu)成總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖5. 總線型網(wǎng)絡(luò)連接

在上圖中，網(wǎng)絡(luò)連接器A、B、C分別插到三個(gè)通信站點(diǎn)的通信口上；電纜a把插頭A和B連接起來，電纜b連接插頭B和C。線型結(jié)構(gòu)可以照此擴(kuò)展。

注意圓圈內(nèi)的"終端電阻"開關(guān)設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)終端的插頭，其終端電阻開關(guān)必須放在"ON"的位置；中間站點(diǎn)的插頭其終端電阻開關(guān)應(yīng)放在"OFF"位置。

5.4 終端電阻和偏置電阻

一個(gè)正規(guī)的RS-485網(wǎng)絡(luò)使用終端電阻和偏置電阻。在網(wǎng)絡(luò)連接線非常短、臨時(shí)或?qū)嶒?yàn)室測試時(shí)也可以不使用終端和偏置電阻。

終端電阻：在線型網(wǎng)絡(luò)兩端（相距遠(yuǎn)的兩個(gè)通信端口上），并聯(lián)在一對通信線上的電阻。根據(jù)傳輸線理論，終端電阻可以吸收網(wǎng)絡(luò)上的反射波，有效地增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度。兩個(gè)終端電阻并聯(lián)后的值應(yīng)當(dāng)基本等于傳輸線在通信頻率上的特性阻抗 偏置電阻：偏置電阻用于在電氣情況復(fù)雜時(shí)確保A、B信號(hào)的相對關(guān)系，保證"0"、"1"信號(hào)的可靠性

西門子的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)連接器已經(jīng)內(nèi)置了終端和偏置電阻，通過一個(gè)開關(guān)方便地接通或斷開。終端和偏置電阻的值完全符合西門子通信端口和PROFIBUS電纜的要求。

合上網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)插頭的終端電阻開關(guān)，可以非常方便地切斷插頭后面的部分網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳輸。

與其他設(shè)備通信時(shí)（采用PROFIBUS電纜），對方的通信端口可能不是D-SUB9針型的，或者引腳定義完全不同。如西門子的MM4x0變頻器，RS-485通信口采用端子接線形式，這種情況下需要另外連接終端電阻，西門子可以提供一個(gè)比較規(guī)整的外接電阻。對于其他設(shè)備，可以參照《S7-200系統(tǒng)手冊》上的技術(shù)數(shù)據(jù)制作。

 西門子網(wǎng)絡(luò)插頭中的終端電阻、偏置電阻的大小與西門子PROFIBUS電纜的特性阻抗相匹配，強(qiáng)烈建議用戶配套使用西門子的PROFIBUS電纜和網(wǎng)絡(luò)插頭?？梢员苊庠S多麻煩。

記住聯(lián)網(wǎng)的格言：你糊弄它，它就糊弄你！

入門實(shí)例:次使用S7-200筆錄

對于很多沒有使用過S7-200PLC的朋友來說，很多問題可能成為大家的攔路虎，感覺入門很難。以下就用一個(gè)實(shí)例，為大家介紹次使用S7-200PLC時(shí)具體步驟，幫助您邁開使用PLC的步。文中希望實(shí)現(xiàn)的功能是：按下一個(gè)開關(guān)，點(diǎn)亮一個(gè)輸出點(diǎn)。本文可以幫您解決次使用S7-200時(shí)的以下問題：

（一） 需要準(zhǔn)備哪些硬件和軟件呢？

次使用S7-200時(shí)，需要準(zhǔn)備硬件有：S7-200CPU，如CPU224XP(訂貨號(hào)：6ES7 214-2BD23-0XB8)

編程電纜 PC/PPI電纜（訂貨號(hào)：6ES7 901-3DB30-0XA0）

需要準(zhǔn)備的軟件有：SETP7-Micro/Win V4.0 SP6

還需要準(zhǔn)備一臺(tái)裝有Windows XP SP2的電腦

準(zhǔn)備好硬件，我們就需要在電腦上正確安裝S7-200的編程軟件。特別提示要注意這個(gè)軟件是SETP7-Micro/Win，而不是SETP7。據(jù)老工程師講，SETP7是給S7-300等系列PLC編程用的，不能給S7-200進(jìn)行編程。對于SETP7-Micro/Win軟件而言，目前常用的版本是V4..0 SP6。和安裝其它軟件一樣，正確安裝好編程軟件后，您就可以在桌面上看到如下所示的圖標(biāo)。至此，我們就為下一步的調(diào)試做好基本準(zhǔn)備嘍！

（二） 如何為PLC的接線呢？

從以下接線圖可以看出，我們需要做的就是將為PLC提供電源和為數(shù)字量輸入點(diǎn)正確接線。

（三） 如何與PLC通信呢？

1. 連接編程電纜

將編程電纜的USB口側(cè)插在電腦上，DB接口插在PLC的PORT0或者PORT1上。然后將PLC的模式開關(guān)設(shè)置為STOP。

2. 編程軟件設(shè)置

（1）打開編程軟件后，在整個(gè)界面的左側(cè)，點(diǎn)擊設(shè)置PG/PC接口。如下圖所示：

在出現(xiàn)的對話框中，選擇PC/PPIcable(PPI),并點(diǎn)擊屬性

屬性對話框的個(gè)界面，使用如下設(shè)置：

在屬性對話框中的第二個(gè)選項(xiàng)卡中，選擇通訊接口為USB，具體如下設(shè)置：

之后保存并關(guān)閉相應(yīng)的對話框。

（2）回到編程軟件的初始界面，然后點(diǎn)擊通信

出現(xiàn)如下界面：

將搜索所有波特率打勾后，雙擊刷新即可。

如果能出現(xiàn)如下頁面，即表示PC與PLC的通訊。

（四） 如何編寫程序呢？

打開編程界面，單擊紅色標(biāo)注處，可以添加一個(gè)常開觸點(diǎn)

同樣的方法添加一個(gè)輸出線圈：

需要為輸入和輸出分配正確的地址，如下所示。之后點(diǎn)擊下載

出現(xiàn)如下界面后，繼續(xù)點(diǎn)擊下載

下圖顯示的是下載中的界面：

下載后,就可以進(jìn)行PLC調(diào)試，進(jìn)一步測試具體功能是否可以實(shí)現(xiàn)。

（五） 如何調(diào)試PLC呢？

先將模式開關(guān)設(shè)置為RUN，然后撥動(dòng)連接在輸入點(diǎn)I0.0上開關(guān)，即可看到輸出點(diǎn)點(diǎn)亮了。至此，表明我們的程序和PLC運(yùn)行一切正常。

如果想在編程軟件上監(jiān)控輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)的狀態(tài)，可以點(diǎn)擊狀態(tài)表

打開狀態(tài)表后，在地址欄中輸入需要監(jiān)控的地址，如下所示：

之后點(diǎn)擊監(jiān)控即可：

正常監(jiān)控后就可以在當(dāng)前值中看到相應(yīng)的數(shù)值：

開關(guān)未按下時(shí)的狀態(tài)

開關(guān)按下后的狀態(tài)

從以上的筆錄，我們可以看出S7-200PLC是一款簡單易學(xué)的控制設(shè)備。當(dāng)然，PLC還有通訊、PID控制、運(yùn)動(dòng)控制等等很多功能，我們可以在本網(wǎng)站中的相關(guān)介紹中一步一步的對其進(jìn)行學(xué)和了解。相信不需要很長時(shí)間，您也可以成為S7-200PLC的使用高手！模擬信號(hào)是指在一定范圍內(nèi)連續(xù)的信號(hào)（如電壓、電流)，這個(gè)“一定范圍”可以理解為模擬量的有效量程。在使用S7-200模擬量時(shí)，需要注意信號(hào)量程范圍，撥碼開關(guān)設(shè)置，模塊規(guī)范接線，指示燈狀態(tài)等信息。

本文中，我們按照S7-200模擬量模塊類型進(jìn)行分類介紹：

1.AI 模擬量輸入模塊?

2.AO模擬量輸出模塊?

3.AI/AO模擬量輸入輸出模塊

4.常見問題分析

首先，請參見“S7-200模擬量全系列覽表”，初步了解S7-200模擬量系列的基本信息，具體內(nèi)容請參見下文詳細(xì)說明： 

AI 模擬量輸入模塊

A. 普通模擬量輸入模塊：

如果，傳感器輸出的模擬量是電壓或電流信號(hào)（如±10V或0~20mA），可以選用普通的模擬量輸入模塊，通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇輸入信號(hào)量程。注意：按照規(guī)范接線，盡量依據(jù)模塊上的通道順序使用（A->D），且未接信號(hào)的通道應(yīng)短接。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-模擬量模塊介紹。

4AI EM231模塊：

首先，模擬量輸入模塊可以通過設(shè)置撥碼開關(guān)來選擇信號(hào)量程。開關(guān)的設(shè)置應(yīng)用于整個(gè)模塊，一個(gè)模塊只能設(shè)置為一種測量范圍，且開關(guān)設(shè)置只有在重新上電后才能生效。也就是說，撥碼設(shè)置一經(jīng)確定后，這4個(gè)通道的量程也就確定了。如下表所示：

注：表中0~5V和0~20mA（4~20mA）的撥碼開關(guān)設(shè)置是一樣的，也就是說，當(dāng)撥碼開關(guān)設(shè)置為這種時(shí)，輸入通道的信號(hào)量程，可以是0~5V，也可以是0~20mA。

8AI EM231模塊：

8AI的EM231模塊，第0->5通道只能用做電壓輸入，只有第6、7兩通道可以用做電流輸入，使用撥碼開關(guān)1、2對其進(jìn)行設(shè)置：當(dāng)sw1=ON，通道6用做電流輸入；sw2=ON時(shí)，通道7用做電流輸入。反之，若選擇為OFF，對應(yīng)通道則為電壓輸入。

注：當(dāng)?shù)?、7道選擇為電流輸入時(shí)，第0->5通道只能輸入0-5V的電壓。

B. 測溫模擬量輸入模塊（熱電偶TC；熱電阻RTD）：

如果，傳感器是熱電阻或熱電偶，直接輸出信號(hào)接模擬量輸入，需要選擇特殊的測溫模塊。測溫模塊分為熱電阻模塊EM231RTD和熱電偶模塊EM231TC。注意：不同的信號(hào)應(yīng)該連接至相對應(yīng)的模塊，如：熱電阻信號(hào)應(yīng)該使用EM231RTD，而不能使用EM231TC。且同一模塊的輸入類型應(yīng)該一致，如：Pt1000和Pt100不能同時(shí)應(yīng)用在一個(gè)熱電阻模塊上。

熱電偶模塊TC： 

EM231 TC支持J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，不支持B型熱電偶。通過撥碼設(shè)置，模塊可以實(shí)現(xiàn)冷端補(bǔ)償，但仍然需要補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行熱電偶的自由端補(bǔ)償。另外，該模塊具有斷線檢測功能，未用通道應(yīng)當(dāng)短接，或者并聯(lián)到旁邊的實(shí)際接線通道上。?

熱電阻模塊RTD：

熱電阻的阻值能夠隨著溫度的變化而變化，且阻值與溫度具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，這種關(guān)系是電阻變化率α。RTD模塊的撥碼開關(guān)設(shè)置與α有關(guān)，如下圖所示，就算同是 Pt100，α值不同時(shí)撥碼開關(guān)的設(shè)置也不同。在選擇熱電阻時(shí)，請盡量弄清楚α參數(shù)，按 照對應(yīng)的撥碼去設(shè)置。具體請參看《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》的附錄A-熱電偶和熱電阻擴(kuò)展模塊介紹。

EM231 RTD模塊具有斷線檢測功能，未用通道不能懸空，接法方式如下：

（1）請將一個(gè)電阻按照與已用通道相同的接線方式連接到空的通道，注意：電阻的阻值必須和RTD的標(biāo)稱值相同；

（2）將已經(jīng)接好的那一路熱電阻的所有引線，一一對應(yīng)連接到空的通道上。

因?yàn)闊犭娮璺?線制、3線制、4線制，所以RTD模塊與熱電阻的接線有3種方式，如圖所示。其中，精度高的是4線連接，精度低的是2線連接。

提示：

（1）. 在STEP7 Micor/WIN軟件中（S7-200的編程軟件），對于模擬量輸入通道設(shè)有軟件濾波功能，如圖所示，具體請參見《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->系統(tǒng)塊-模擬量濾波。

但是，在系統(tǒng)塊中設(shè)置模擬量通道濾波時(shí)，RTD和TC模塊占用的模擬量通道，應(yīng)禁止濾波功能。

（2） EM231 TC和RTD模塊上，均有24V電源指示燈和SF故障指示燈。如圖所示：（a）若24V電源指示燈=OFF，則說明該模塊沒有24V工作電源；（b）若SF紅燈閃爍，原因可能是：模塊內(nèi)部軟件檢測出外接斷線，或者輸入出范圍。 

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->EM231 RTD/EM231 TC。

AO模擬量輸出模塊

S7-200的擴(kuò)展模塊里，分別有2路、4路的模擬量輸出模塊EM232。根據(jù)接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)類型，電壓：±10V，電流：0~20mA（4~20mA）。

AI/AO模擬量輸入輸出模塊

(A) CPU模塊本體集成的2路AI和1路AO

S7-200只有CPU 224XP和CPU224XPsi，本體集成有模擬量通道。其中，2路AI是：電壓信號(hào)±10V，1路AO是：電壓信號(hào)0~10V；或者電流信號(hào)0~20mA(4~20mA)，輸出信號(hào)類型可以通過硬件接線來選擇。

(B) EM235模擬量輸入輸出模塊

EM235模塊有4路AI和1路AO。通過撥碼開關(guān)設(shè)置來選擇4路AI通道的輸入信號(hào)程，如下表所示，這個(gè)模塊可以測量毫伏級(jí)（mV）的信號(hào)；1路AO是：電壓信號(hào) ±10V；或電流信號(hào)0~20mA（4~20mA），可以根據(jù)硬件接線方式（M-V或M-I）選擇輸出信號(hào)類型。

注：模塊上的電位計(jì)是用來調(diào)節(jié)輸入信號(hào)和轉(zhuǎn)換數(shù)值的放大關(guān)系，在模塊出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好了，如無需要，請不要隨意更改。

常見問題分析

A．模擬量輸入與數(shù)字量的對應(yīng)關(guān)系：

模擬量信號(hào)（0~10V，0~5V或0~20mA）在S7-200 CPU內(nèi)部用0~32000的數(shù)值表示（注：4~20mA對應(yīng)6400~32000），這兩者之間有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如圖所示： 

B．模擬量模塊的硬件接線介紹

（1）CPU 224 XP集成有2路電壓輸入，接線方法見a：分別為A+和M、B+和M，此時(shí)只能輸入±10V 電壓信號(hào)。

CPU 224XP還集成有1路模擬量輸出信號(hào)。電流輸出如圖b，將負(fù)載接在I和M端子之間；電壓輸出如圖c，將負(fù)載接在V和M端子之間。

（2）模擬量輸入的接線方式 

以4AI EM231模塊為例，分別介紹電壓、電流型輸入信號(hào)的接線方式，如圖所示。注意：此接線圖是一個(gè)示意圖，表述的是不同的接線方式，并不是指該模塊只有A通道可以接入電壓，B通道必須懸空，C和D通道只能接入電流。

當(dāng)您的信號(hào)為電壓輸入時(shí)可以參考接線方法a，以此類推。

方式a. 電壓輸入方式：信號(hào)正接A+；信號(hào)負(fù)接A-；

方式b. 未用通道接法（不要懸空）：未用通道需短接，如B+和B-短接；

方式c. 電流輸入方式（四線制）：信號(hào)正接C+，同時(shí)C+與RC短接；信號(hào)負(fù)接C-，同時(shí)C-和模塊的M端短接。

方式d. 電流輸入方式（兩線制）：信號(hào)線接D+，同時(shí)D+與RD短接；電源M端接D-，同時(shí)和模塊的M端短接。

注：具體請參見：《S7-200 ? LOGO? SITOP 參考》->模擬量模塊接線。

（3）電流型信號(hào)輸入接線方式 

電流型信號(hào)的接線方式，分為四線制、三線制、二線制接法。這里討論的“幾線制”，是以傳感器或儀表變送器是否需要外供電源來區(qū)別的，而并不是指EM231模塊需要幾根信號(hào)線，或該變送器的信號(hào)線輸出。

a. 四線制-電流型信號(hào)的接法： 

四線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，同時(shí)有信號(hào)+、信號(hào)-兩根信號(hào)線輸出。供電電源可有220VAC或24VDC，接線如圖所示：

b. 三線制-電流型信號(hào)的接法： 

三線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身外接供電電源，只有一根信號(hào)線輸出，該信號(hào)線與電源線共用公共端，通常情況是共負(fù)端的。接線如圖所示：

注：若設(shè)備的24VDC供電電源與EM231模塊的供電電源不是同一個(gè)電源，那么，需要將模塊的M端與該通道的負(fù)端引腳短接（如，M和C-短接）。這是為了使模塊與測量通道工作在同一的參考電壓，也就是等電位。下面的二線制接法同理。

c. 二線制-電流型信號(hào)的接法： 

二線制信號(hào)是指信號(hào)設(shè)備本身只有兩根外接線，設(shè)備的工作電源由信號(hào)線提供，即其中一根線接電源，另一根線是信號(hào)輸出。接線如圖所示：