在易維通的匠說上有網(wǎng)友留言S7-1200與S7-200的Modbus通信問題，我做了簡(jiǎn)單的回答。由于通信涉及很多方面，回答者只能根據(jù)提問者反饋的情況，猜測(cè)可能的問題原因。而當(dāng)通信出現(xiàn)故障時(shí)，不同的情況遇到的問題可能不一樣，無法一概而論。因此，我想最好的辦法是做一個(gè)通信連載的教程，把整個(gè)流程梳理一遍。當(dāng)你有了基本概念，再根據(jù)自己的實(shí)際情況，有針對(duì)性的查找原因會(huì)更簡(jiǎn)單些。

本章我們先簡(jiǎn)單介紹下Modbus的通信原理，然后介紹下例程中需要用的硬件及網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

Modbus RTU是一種主從通信協(xié)議，其物理層采用RS485網(wǎng)絡(luò)。RS485的串行通信規(guī)程中規(guī)定應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（Application Data Unit，ADU）的最大長(zhǎng)度為256個(gè)字節(jié)。在Modbus RTU協(xié)議中，從站地址占用1個(gè)字節(jié)，校驗(yàn)位占用2個(gè)字節(jié)，因此協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit）的最大長(zhǎng)度為256-1-2=253字節(jié)。

在協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU中，功能代碼占用1個(gè)字節(jié)，因此數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0~252個(gè)字節(jié)。如下圖：

Modbus通信協(xié)議的PDU包括三種：

1）Modbus請(qǐng)求PDU（Modbus Request PDU）；

2）Modbus應(yīng)答PDU（Modbus Response PDU）；

3）Modbus異常應(yīng)答PDU（Modbus Exception Response PDU）；

以功能代碼“0x01”為例，其請(qǐng)求PDU的格式如下表：

其應(yīng)答PDU的格式如下表：

不同的功能碼其數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的單位不同。位（bits）操作的功能碼，其請(qǐng)求數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度以“位”為單位；字（WORD）操作的功能碼，其請(qǐng)求數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度以“字”為單位；

比如：功能碼0x01（讀取線圈），其請(qǐng)求數(shù)據(jù)（線圈數(shù)量）是以“位（bits）”為單位的；而功能碼0x03（讀取保持寄存器），其請(qǐng)求數(shù)據(jù)（保持寄存器）是以“字（WORD）”為單位的；

Modbus通信協(xié)議規(guī)定了不同的參數(shù)地址，與PLC的CPU地址有一種對(duì)應(yīng)關(guān)系。以S7-200 Smart為例，Modbus參數(shù)地址與CPU的地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下面的表格：

本例程主站采用S7-1200的PLC，從站采用S7-200 Smart的PLC。

1、硬件配置：

1.1 主站：

S7-1200 CPU1215C；

CM1241-RS485；

1.2 從站：

S7-200 Smart CPU ST40；

2、通信任務(wù)：

2.1 Modbus主站讀取從站Modbus參數(shù)地址40001開始的10個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)；

2.2 Modbus主站將6個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)寫入到從站起始Modbus參數(shù)地址40011；

2.3 Modbus主站讀取從站Modbus參數(shù)地址10001開始的8個(gè)位的數(shù)據(jù)；

2.4 Modbus主站將8個(gè)位寫入到從站Modbus參數(shù)地址00001；

3、網(wǎng)絡(luò)連接：

主站的CM1241-RS485模塊通過Profibus電纜連接到從站CPU ST40本體的RS485端口；為了監(jiān)控和下載程序方便，可以用交換機(jī)將CPU ST40、CPU1215C和編程電腦PG/PC連接起來。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

關(guān)于Modbus的通信原理及本例程的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就介紹到這里，下一篇文章我們介紹Modbus主站CPU1215C的配置。