西门子模块6ES7322-1FH00-0AA0 原装正品 全国均可发货

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。

//www..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。//www..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

S7-300从站    CPU315-2DP    6ES7 315-2AG10-0AB0

CP341 RS422/485    6ES7 341-1CH01-0AE0

Dongle    6ES7 870-1AB01-0YA0

PC 适配器（USB）    6ES7 972-0CB20-0XA0

S7-200主站    CPU 224XP    6ES7 214-2BD23-0XB0

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：

需要S7-200的编程软件是 Micro/WIN V4.0 SP5及以上版本；

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*）；

Modbus主站可读/写的较大数据量为120个字（指每一个 MBUS_MSG 指令）；

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：

Modbus 地址    读 / 写    Modbus 从站须支持的功能

00001~09999    读    功能1：读输出点

  数字量输出    写    功能5：写单个输出点

     功能15：写多个输出点

10001~19999    读    功能2：读输入点

  数字量输入

30001~39999    读    功能4：读输入寄存器

  输入寄存器

40001~49999    读    功能3：读保持寄存器

  保持寄存器    写    功能6：写单个寄存器

     功能16：写多个寄存器

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

编号    符号/含义    说                   明

a    EN / 使能    必须保证每一扫描周期都被使能（使用SM0.0）。

b    Mode / 模式    为1时使能为Modbus协议；为0时恢复为PPI协议。

c    Baud / 波特率    支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。

d    Parity / 校验    校验方式选择：0＝无校验；1＝奇校验，2＝偶校验。

e    Timeout / **时    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。

f    Done / 完成位    初始化完成，此位会自动置1。

g    Error / 错误位    初始化错误代码。

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

编号    符号/含义    说                   明

a    EN / 使能    同一时刻只能有一个读写功能使能。

b    First / 读写请求位     每一个新的读写请求必须使用脉冲触发。

c    Slave / 从站地址    可选择的范围1–247。

d    RW / 读写操作位    0＝读， 1＝写。

e    Addr / 读写从站的数据地址    选择读写的数据类型：

00001 至 0xxxx - 开关量输出

10001 至 1xxxx - 开关量输入

30001 至 3xxxx - 模拟量输入

40001 至 4xxxx - 保持寄存器。

f    Count / 数据的个数    通讯的数据个数（位或字的个数）。

g    DaptPtr / 数据指针    如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中；

如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中。

h    Done / 完成位    读写功能完成位。

i    Error / 错误代码    只有在Done位为1时，错误代码才有效。

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

图7 S7-300侧硬件组态

4.2.2 设置Modbus参数

图8 消息桢字符结构

按照上述操作设置参数，从上图可以看出，本例中的传输波特率9.6Kb/s，1位起始位，8位数据位，偶校验位，1位停止位，从站站地址是3，主从通讯设备的字符帧格式和波特率等参数设置需要一致。

图9 RS422/485 接口组态

RS422/485接口只能一个有效，接口的选择只需要组态而不需要在硬件上短接。

4.2.3 Modbus驱动的下载

当配置好Modbus通信的参数后，保存前需要向CP341下载Modbus Slave的驱动，一旦下载完成后*再次下载。

需要注意的是，在下载驱动时（可以在无Dongle情况下下载），需要将CPU停机，然后下载，操作过程如下所示。

西门子EM CM01模块

图10 下载Dongle时，需要CPU停机

图11 从站驱动下载后结果

4.2.4 CP341做Modbus从站的编程

从Step7 软件下的EXAMPLE目录中，找到项目名“zXX21_05_PtP_Com_MODSL”的项目，打开，然后将Modbus通讯模块FB80传递到用户项目中，打开路径如下所示。

图12 Modbus Slave 例程打开路径

OB1中调用FB80编程如下：

图13 FB80程序块调用

CP卡初始化正常后，CP_START，CP_START_FM和CP_START_OK为1信号，否则CP_START_ERROR为1，同时可以从ERROR_NR察看错误信息，也可以在硬件组态中在线后的CP341的诊断缓冲区察看详细的错误信息，错误信息对照和处理方式可以参考

《S7-300以用于PtP CP Modbus 协议RTU格式S7的可装载驱动程序为从站》的手册。

FB80的各参数含义如下

LADDR    硬件组态中CP341的起始逻辑地址，本例中为256

START_TIMER    初始化**时定时器，本例中为T120

START_TIME    初始化定时器时间，本例中为5S

OB_MASK    I/O访问错误屏蔽位，本例中为True（I/O访问错误已屏蔽）

CP_START    FB初始化使能位，本例中为M0.0

CP_START_FM    CP_START 初始化的上升沿位，本例中为M0.1

CP_NDR    从CP卡写操作位，本例中为m0.2

CP_START_OK    初始化完成且无错误，本例中为M0.3

CP_START_ERROR    初始化完成，但有错误，本例中为M0.4

ERROR_NR    错误号，本例中为MW2

ERROR_INFO    错误信息，本例中为MW4

表5

5. 通讯测试

Modbus RTU格式通信协议是以主从的方式进行数据传输的，在传输的过程中主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站，从站返回响应报文。Modbus 系统间的数据交换是通过功能码来控制的，以下对现场常用的功能码进行分类测试，关于功能码的详细信息请参考手册。

5.1 FC01/05/15功能码

CP341从站的通讯区域配置

图14 FC01/05/15 参数组态界面

FC01、FC05、FC15对应的数据区为位输出，数据的传递以位为单位，可以读写操作，用户地址区为0xxxx，Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图，左边为信息传递地址（地址区不能冲突），右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为00001 ~ 00008，对应S7-300的M10.0 ~ M10.7，并且以此为例说明FC01功能码的通讯。

S7-200主站程序调用

图15 功能码FC01使用

S7-200主站，用功能码FC01读取从站8点数字量输出，接收的数据存放在VB2000开始的区域，测试截图结果如下。

图16 FC01功能码数据交换

5.2 FC02功能码

CP341从站的通讯区域配置

图17 FC02 参数组态界面

FC02对应的数据区为位输出，数据的传递以位为单位，只读操作，用户地址区为1xxxx，Modbus地址在信息传递中从0开始，如上图，左边为信息传递地址（地址区不能冲突），右边对应的是S7-300的数据区。例如左边信息传递地址从0 ~ 7对应用户地址区为10001 ~ 10008，对应S7-300的M20.0 ~ M20.7，并且以此为例说明FC02功能码的通讯。

S7-200主站程序调用

图18 功能码FC02使用

S7-200主站，用功能码FC02读取从站8点数字量输入，接收的数据存放在VB2000开始的区域，测试截图结果如下。

图19 FC02功能码数据交换

5.3 FC03/06/16 功能码

CP341从站的通讯区域配置

图20 FC03/06/16参数组态界面

FC03/06/16 对应的数据区为寄存器，数据的传递以字为单位，可以读写操作，用户地址区为4xxxx，Modbus地址在信息传递中从0开始。如上图，左边为信息传递地址，右边对应的是S7-300的数据区，左边传输地址不可改，右边只对应一个数据区。例如用户地址

区为40001 ~ 40004，对应S7-300数据区为DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此为例说明

FC03功能码的通讯。

S7-200主站程序调用

图21功能码FC03使用

S7-200主站，用功能码FC03读取从站4个字寄存器，接收的数据存放在VB2000开始的区域，测试截图结果如下。

图22 FC03功能码数据交换

5.4 FC04 功能码

CP341从站的通讯区域配置

图23 FC04参数组态界面

FC04对应的数据区为寄存器输入，数据的传递也以字为单位，只读操作，用户地址区3xxxx，Modbus地址在信息传送中从0开始。如上图，左边为信息传递地址，右边对应的是S7-300的数据区，左边传输地址不可改，右边只对应一个数据区。例如用户地址区为30001 ~ 30004，对应S7-300数据区为DB1.DBW0 ~ DB1.DBW6，并且以此为例说明FC04功能码的通讯。

S7-200主站程序调用

图24功能码FC04使用

S7-200主站，用功能码FC04读取从站4个字输入寄存器，接收的数据存放在VB2000开始的区域，测试截图结果如下。

图25 FC04功能码数据交换

5.5 Limits 栏

图26 Limits 参数组态界面

对于写功能码FC05、06、15、16，可以禁用或限制访问相关S7-300存储区，即使用这些功能码时，S7-300存储区需要在设定的较小和较大的范围之间，如果访问的区域**出这个范围，则访问会被拒绝，同时输出报错误信息。

西门子S7-300电源模板    

6ES7307-1BA00-0AA0    西门子电源模块(2A)

6ES7307-1EA00-0AA0    西门子电源模块(5A)

6ES7307-1KA01-0AA0    西门子电源模块(10A)

西门子S7-300CPU    

6ES7312-1AE13-0AB0    西门子CPU312，32K内存  MPI协议

6ES7312-5BE03-0AB0    西门子CPU312C，32K内存 10DI/6DO

6ES7313-5BF03-0AB0    西门子CPU313C，64K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7313-6BF03-0AB0    西门子CPU313C-2PTP，64K内存 16DI/16DO

6ES7313-6CF03-0AB0    西门子CPU313C-2DP，64K内存 16DI/16DO

6ES7314-1AG13-0AB0    西门子CPU314,96K内存

6ES7314-6BG03-0AB0    西门子CPU314C-2PTP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7314-6CG03-0AB0    西门子CPU314C-2DP 96K内存 24DI/16DO / 4AI/2AO

6ES7315-2AG10-0AB0    西门子CPU315-2DP, 128K内存

6ES7315-2EH13-0AB0    西门子CPU315-2 PN/DP, 256K内存

6ES7317-2AJ10-0AB0    西门子CPU317-2DP,512K内存

6ES7317-2EK13-0AB0    西门子CPU317-2 PN/DP,1MB内存

6ES7318-3EL00-0AB0    西门子CPU319-3 PN/DP,1.4M内存

西门子S7-300内存卡    

6ES7 953-8LF20-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡 64kByte(MMC)

6ES7 953-8LG11-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡128KByte(MMC)

6ES7 953-8LJ20-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡512KByte(MMC)

6ES7 953-8LL20-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡2MByte(MMC)

6ES7 953-8LM20-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡4MByte(MMC)

6ES7 953-8LP20-0AA0    西门子SIMATIC Micro内存卡8MByte(MMC)

西门子S7-300开关量模板    

6ES7 321-1BH02-0AA0    西门子开入模块（16点，24VDC）

6ES7 321-1BH10-0AA0    西门子开入模块（16点，24VDC）

6ES7 321-1BH50-0AA0    西门子开入模块（16点，24VDC，源输入）

6ES7 321-1BL00-0AA0    西门子开入模块（32点，24VDC）

6ES7 321-7BH01-0AB0    西门子开入模块（16点，24VDC，诊断能力）

6ES7 321-1EL00-0AA0    西门子开入模块（32点，120VAC）

6ES7 321-1FF01-0AA0    西门子开入模块（8点，120/230VAC）

6ES7 321-1FF10-0AA0    西门子开入模块（8点，120/230VAC）与公共电位单独连接

6ES7 321-1FH00-0AA0    西门子开入模块（16点，120/230VAC）

6ES7 321-1CH00-0AA0    西门子开入模块（16点，24/48VDC）

6ES7 321-1CH20-0AA0    西门子开入模块（16点，48/125VDC）

6ES7 322-1BH01-0AA0    西门子开出模块（16点，24VDC）

6ES7 322-1BH10-0AA0    西门子开出模块（16点，24VDC）高速

6ES7 322-1CF00-0AA0    西门子开出模块（8点，48-125VDC）

6ES7 322-8BF00-0AB0    西门子开出模块（8点，24VDC）诊断能力

6ES7 322-5GH00-0AB0    西门子开出模块（16点，24VDC，独立接点，故障保护）

6ES7 322-1BL00-0AA0    西门子开出模块（32点，24VDC）

6ES7 322-1FL00-0AA0    西门子开出模块（32点，120VAC/230VAC）

6ES7 322-1BF01-0AA0    西门子开出模块（8点，24VDC，2A）

6ES7 322-1FF01-0AA0    西门子开出模块（8点，120V/230VAC）

6ES7 322-5FF00-0AB0    西门子开出模块（8点，120V/230VAC，独立接点）

6ES7 322-1HF01-0AA0    西门子开出模块（8点,继电器,2A）

6ES7 322-1HF10-0AA0    西门子开出模块（8点,继电器,5A，独立接点）

6ES7 322-1HH01-0AA0    西门子开出模块(16点,继电器)

6ES7 322-5HF00-0AB0    西门子开出模块（8点,继电器,5A，故障保护）

6ES7 322-1FH00-0AA0    西门子开出模块（16点，120V/230VAC）

6ES7 323-1BH01-0AA0    西门子8点输入，24VDC；8点输出，24VDC模块

6ES7 323-1BL00-0AA0    西门子16点输入，24VDC；16点输出，24VDC模块

西门子S7-300模拟量模板    

6ES7 331-7KF02-0AB0    西门子模拟量输入模块(8路，多种信号)

6ES7 331-7KB02-0AB0    西门子模拟量输入模块(2路，多种信号)

6ES7 331-7NF00-0AB0    西门子模拟量输入模块(8路，15位精度)

6ES7 331-7NF10-0AB0    西门子模拟量输入模块(8路，15位精度)4通道模式

6ES7 331-7HF01-0AB0    西门子模拟量输入模块(8路，14位精度，快速)

6ES7 331-1KF01-0AB0    西门子模拟量输入模块(8路, 13位精度)

6ES7 331-7PF01-0AB0    西门子8路模拟量输入,16位,热电阻

6ES7 331-7PF11-0AB0    西门子8路模拟量输入,16位,热电偶

6ES7 332-5HD01-0AB0    西门子模拟量输出模块(4路) 

6ES7 332-5HB01-0AB0    西门子模拟输出模块(2路) 

6ES7 332-5HF00-0AB0    西门子模拟输出模块(8路) 

6ES7 332-7ND02-0AB0    西门子模拟量输出模块(4路，15位精度)

6ES7 334-0KE00-0AB0    西门子模拟量输入(4路RTD)/模拟量输出（2路）

6ES7 334-0CE01-0AA0    西门子模拟量输入(4路)/模拟量输出（2路）

西门子S7-300附件    

6ES7 365-0BA01-0AA0    西门子IM365接口模块

6ES7 360-3AA01-0AA0    西门子IM360接口模块

6ES7 361-3CA01-0AA0    西门子IM361接口模块

6ES7 368-3BB01-0AA0    西门子连接电缆 (1米)

6ES7 368-3BC51-0AA0    西门子连接电缆 (2.5米)

6ES7 368-3BF01-0AA0    西门子连接电缆 (5米)

6ES7 368-3CB01-0AA0    西门子连接电缆 (10米)

6ES7 390-1AE80-0AA0    西门子导轨(480mm)    

6ES7 390-1AF30-0AA0    西门子导轨(530mm)

6ES7 390-1AJ30-0AA0    西门子导轨(830mm)

6ES7 390-1BC00-0AA0    西门子导轨(2000mm)

6ES7 392-1AJ00-0AA0    西门子20针前连接器

6ES7 392-1AM00-0AA0    西门子40针前连接器

6ES7 392-1BM01-0AA0    弹簧行连接器

西门子S7-300功能模板    

6ES7 350-1AH03-0AE0    西门子FM350-1 计数器功能模块

6ES7 350-2AH00-0AE0    西门子FM350-2 计数器功能模块

6ES7 351-1AH01-0AE0    西门子FM351 定位功能模块

6ES7 352-1AH02-0AE0    西门子FM352 电子凸轮控制器+组态包光盘

6ES7 355-0VH10-0AE0    西门子FM355C 闭环控制模块

6ES7 355-1VH10-0AE0    西门子FM355S 闭环控制系统

6ES7 355-2CH00-0AE0    西门子FM355-2C 闭环控制模块

6ES7 355-2SH00-0AE0    西门子FM355-2S 闭环控制模块

6ES7 338-4BC01-0AB0    西门子SM338**位置输入模块

6ES7 352-5AH00-0AE0    西门子FM352-5高速布尔处理器

6ES7 352-5AH00-7XG0    西门子FM352-5功能软件包

西门子通讯模板    

6ES7 340-1AH02-0AE0    西门子CP340 通讯处理器（RS232）

6ES7 340-1BH02-0AE0    西门子CP340 通讯处理器（20mA/TTY）

6ES7 340-1CH02-0AE0    西门子CP340 通讯处理器（RS485/RS422）

6ES7 341-1AH01-0AE0    西门子CP341 通讯处理器（RS232）

6ES7 341-1BH01-0AE0    西门子CP341 通讯处理器（20mA/TTY）

6ES7 341-1CH01-0AE0    西门子CP341 通讯处理器（RS485/RS422）

6ES7 870-1AA01-0YA0    西门子可装载驱动 MODBUS RTU 主站

6ES7 870-1AB01-0YA0    西门子可装载驱动 MODBUS RTU 从站

6ES7 902-1AB00-0AA0    西门子RS232电缆  5m

6ES7 902-1AC00-0AA0    西门子RS232电缆  10m

6ES7 902-1AD00-0AA0    西门子RS232电缆  15m

6ES7 902-2AB00-0AA0    西门子20mA/TTY电缆  5m

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问题：ET200Pro F-FC安全功能选择时立即进入STO状态？

解决方法：使用Starter V4.1.2.4以上的版本。

原因：

ET200Pro F-FC的安全功能须与F-*/F-RSM 或 F-switch 模板一起使用（图1）。

    ¤ 通过F-*/F-RSM的“急停”按钮或者F-switch的PROFIsafe控制“F0”信号；

    ¤ F-switch还有一个额外的安全关断信号“F1”；

    ¤ 在变频器内部可以自由的分配安全关断信号控制3个安全功能。

图1 ET200Pro F-FC的安全功能选择原理

通过Starter（或者DriveES Starter/ Simotion Scout），可以访问ET200Pro F-FC内部并选择“F0”或者“F1”激活某个安全功能。但不同版本的软件设置可能不同。

1） Starter （V4.1.2.4）

如果使用Starter （V4.1.2.4）对ET200Pro F-FC进行设置时，其参数设置界面是正常的（见图2）。

图2 Starter V4.1.2.4设置界面

通过“Safety busbar F0/F1”，可以选择激活安全功能中的一种，其中STO(F0)/SS1(F0)/SLS(F0)分别通过参数P9603/P9803 bit 0.2.4进行控制，而STO(F1)/SS1(F1)/SLS(F1)则分别通过参数P9603/P9803 bit 1.3.5进行控制。

当激活SLS（F0）时，可以看到参数“P9603 BIT0=1 ”

2） Starter （V4.1.1.2）

如果使用Starter （V4.1.1.2）对ET200Pro F-FC进行设置时，其参数设置界面就会出现问题（见图3）。

图3 Starter V4.1.1.2设置界面

在“Safety busbar F0/F1”选择激活安全功能时，实际的参数与界面的标识是相反的，及G1对应STO(F0)/SS1(F0)/SLS(F0) 的参数是P9603/P9803 bit 1.3.5，而G2对应STO(F1)/SS1(F1)/SLS(F1) 的参数是P9603/P9803 bit 0.2.4，因而如果选择F0的功能时，必须选择“Safety busbar G2”。

3） SIMOTION Scout (V4.1.2.0)

使用该版本的软件与使用“Starter （V4.1.1.2）”版本的软件的参数界面是一样的，都是参数与设置界面是相反的（图4）。

图4 Starter V4.1.1.2设置界面

结论：

1 使用Starter V4.1.2.4 以上版本的调试软件（包括DriveES Starter/ Simotion Scout等）配置ET200Pro F-FC参数时，可以正常使用；

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