基于西门子PLC S7-200的无线通信控制系统
日期：2006-3-27 22:00:16 来源：本站整理
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一、 背景
2002年开始开发焦炉四大机车自动化系统（见下图）的时候，遇到了无线通信的难题，众所周知目前的电台不能直接支持PPI协议，别的的无线通信的方案要么成本过高，要么性能不稳定，不可靠。
所以早期的时候，都是用自由口，自己编写基于主、从通信协议的通信程序，不过很不灵活，协议一旦确定就很难更改，如果有升级和变动，都需要大量的修改代码，维护极不方便。
后来西门子推出了Micro Win32引入了库的概念，可以直接提供Moubus Rtu Slave库供开发人员使用，但是只提供Moubus Slave，没有提供Moubus Client，所以PLC直接通过Moubus协议访问还是有问题。
二、 实施方案
Modbus是一个公开协议，包括ASCII、RTU和TCP几种，很显然我选择了Rtu，因为西门子提供的Slave就是基于Rtu协议的。
我们知道Modbus支持好多功能，如下表：
如果在PLC中把所有的功能都实现了，不光代码编写较为繁琐，对PLC本身的程序和容量空间都是考验。所以根据需要我仅实现3和16号指令，详细的协议如下：
1、 读取保持寄存器（单个和多个，以字为最小单位）
发送命令帧：
返回命令帧：
说明：
命令正确：
1) 设备地址相同Addr0＝Addr1
2) 功能码相同
3) 返回的数据字节数N=DataNum×2 DataNum的范围（0～120）
4) 返回数据的意义
a＝HoldStart
n= DataNum－1
命令有误：
1) 没有任何返回
2) 返回异议帧
2、 设置保持寄存器（多个，以字为最小单位）
发送命令帧：
返回命令帧：
说明：
数据字节数：bytN= DataNum×2
命令正确：
1) 设备地址相同Addr0＝Addr1
2) 功能码相同
3) 地址相同
4) 数据量相同
命令有误：
1） 没有任何返回
2） 返回异议帧
有了协议，有知道了西门子库的开发方法，剩下的事，就是开工，下面详细介绍最终的完成成果：
Modbus RTU客户程序由于建立在PLC中，所以它的读写函数的处理方法和一般上位机的读写程序不一样，PLC内部的程序执行是扫描式的，而读写数据时的通信却是过程的需要一定时间来等待的，所以读写的函数不是独立的，它需要一个专门的服务程序来反馈执行的结果。同时需要注意的是，读写操作在某一时刻只允许一个执行（最好读写操作之间留一定时间间隔）。
此外，西门子提供的Modbus RTU Slave程序不支持广播命令。
I、地址定义
1、 V变量区的占用
一共需要V变量区786个字节。在程序设计时，用户程序不要占用该内存区。
特别注意：V变量区的占用地址是相对的，通过修改库内存地址，可以改变使用V变量区的范围。
2、 定时器的占用
占用了定时器T100，用户程序不要再使用T100了。
变量名 说明 备注
T100 10ms定时器
II、接口函数说明
1、YFMBUS_INIT
a. 名称：YFMBUS_INIT
b. 类型：
c. 功能：Modbus RTU Client初始化
d. 参数：
2、YFMBUS_ Server
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2002年开始开发焦炉四大机车自动化系统（见下图）的时候，遇到了无线通信的难题，众所周知目前的电台不能直接支持PPI协议，别的的无线通信的方案要么成本过高，要么性能不稳定，不可靠。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
所以早期的时候，都是用自由口，自己编写基于主、从通信协议的通信程序，不过很不灵活，协议一旦确定就很难更改，如果有升级和变动，都需要大量的修改代码，维护极不方便。
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
后来西门子推出了Micro Win32引入了库的概念，可以直接提供Moubus Rtu Slave库供开发人员使用，但是只提供Moubus Slave，没有提供Moubus Client，所以PLC直接通过Moubus协议访问还是有问题。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
二、 实施方案
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
Modbus是一个公开协议，包括ASCII、RTU和TCP几种，很显然我选择了Rtu，因为西门子提供的Slave就是基于Rtu协议的。
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
我们知道Modbus支持好多功能，如下表：
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
如果在PLC中把所有的功能都实现了，不光代码编写较为繁琐，对PLC本身的程序和容量空间都是考验。所以根据需要我仅实现3和16号指令，详细的协议如下：
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
1、 读取保持寄存器（单个和多个，以字为最小单位）
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
发送命令帧：
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
返回命令帧：
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
说明：
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
命令正确：
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
1) 设备地址相同Addr0＝Addr1
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
2) 功能码相同
plcjs.技.术_网
3) 返回的数据字节数N=DataNum×2 DataNum的范围（0～120）
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
4) 返回数据的意义
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
a＝HoldStart
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
n= DataNum－1
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
命令有误：
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
1) 没有任何返回
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
2) 返回异议帧
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
2、 设置保持寄存器（多个，以字为最小单位）
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
发送命令帧：
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
返回命令帧：
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
说明：
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
数据字节数：bytN= DataNum×2
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
命令正确：
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
1) 设备地址相同Addr0＝Addr1
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2) 功能码相同
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
3) 地址相同
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
4) 数据量相同
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
命令有误：
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
1） 没有任何返回
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
2） 返回异议帧
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
有了协议，有知道了西门子库的开发方法，剩下的事，就是开工，下面详细介绍最终的完成成果：
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
Modbus RTU客户程序由于建立在PLC中，所以它的读写函数的处理方法和一般上位机的读写程序不一样，PLC内部的程序执行是扫描式的，而读写数据时的通信却是过程的需要一定时间来等待的，所以读写的函数不是独立的，它需要一个专门的服务程序来反馈执行的结果。同时需要注意的是，读写操作在某一时刻只允许一个执行（最好读写操作之间留一定时间间隔）。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
此外，西门子提供的Modbus RTU Slave程序不支持广播命令。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
I、地址定义
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
1、 V变量区的占用
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
一共需要V变量区786个字节。在程序设计时，用户程序不要占用该内存区。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
特别注意：V变量区的占用地址是相对的，通过修改库内存地址，可以改变使用V变量区的范围。
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
plcjs.技.术_网
2、 定时器的占用
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
占用了定时器T100，用户程序不要再使用T100了。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
变量名 说明 备注
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
T100 10ms定时器
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
II、接口函数说明
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
1、YFMBUS_INIT
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
a. 名称：YFMBUS_INIT
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
b. 类型：
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
c. 功能：Modbus RTU Client初始化
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
d. 参数：
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
2、YFMBUS_ Server
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择
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编
程
控
制
器
技
术
门
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程
师
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共
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