MODBUS RTU通讯协议在GIPENG巨朋GForce-200 PLC PLC中的应用

1 引言

工业控制已从单机控制走向集中监控、集散控制，如今已进入网络集约制造时代。工业控制器连网也为网络管理提供了方便。

Modbus就是工业控制器的网络协议中的一种。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通讯约规。通过此协议，控制器相互之间、

控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为主流的工业标准之一。他为符合Modbus协议的不同厂商生产

的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。

2 Modbus RTU协议在GForce-200 PLC中的应用原理

2.1 Modbus RTU协议与GForce-200 PLC相互关系简介GForce-200 PLC CPU上的通讯口Port0可以支持Modbus RTU协议，成为Modbus RTU从站。

此功能是通过GForce-200 PLC的自由口通讯模式实现，因此可以通过无线数据电台等慢速通讯设备传输。如果想在GForce-200 PLC CPU与其

他支持Modbus RTU的设备使用Modbus RTU协议通讯，需要由有GForce-200 PLC CPU做Modbus主站。GForce-200 

己用自由口模式，按相关协议编程。在GForce-200 PLC控制系统应用中，Modbus RTU从站指令库只支持CPU上的通讯0口(Port0)。要实

现Modbus RTU通讯，需要Step7-Micro/WIN32 V3.2以上版本的编程软件，而且须安装

Step7-Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)。Modbus RTU功能是通过指令库中预先编好的程序功能块实现的。

2.2 Modbus RTU协议在GForce-200 PLC中应用的基本过程(1) 首先检查GForce-200 PLC控制系统中所用Micro/WIN的软件版本，应当是

Step7-Micro/WIN V3.2以上版本。 (2) 检查Micro/WIN的指令树中是否存在Modbus RTU从站指令库(图1)，库中应当包括

MBUS_INIT和MBUS_SLAVE两个子程序。如果没有，须安装Micro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)软件包，如图1所示。 

图1 指令树中的库指令

(3) 编程时使用SM0.1—调用子程序MBUS_INIT进行初始化，使用SM0.0—调用研究MBUS_SLAVE，并指定相应参数。关于参数的详细

说明，可在子程序的局部变量表中找到。示例参见图2:

图2 调用MODBUS通讯指令库

图2中参数意义如下:

 ●模式选择:启动/停止MODBUS，1=启动;0=停止;

● 从站地址:MODBUS从站地址，取值1~247;

● 波特率:可选1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600;

● 奇偶校验:0=无校验;1=奇校验;2=偶校验; 

● 延时:附加字符间延时，缺省值为0; 

●最大I/Q位:参与通讯的最大I/O点数，GForce-200 PLC的I/O映像区为128/128，缺省值为128;

●最大AI字数:参与通讯的最大AI通道数，可为16或32;

●最大保持寄存器区:参与通讯的V存储区字(VW);

● 保持寄存器区起始地址:以&VBx指定(间接寻址方式);

● 初始化完成标志:成功初始化后置1; 

● 错误代码:0=无错误。

(4) 注意的问题

调用Step7-Mciro/WIN32 V3.2 Instruction Library(指令库)需要分配库指令数据区(Library Memory)。库指令数据区是相应库

的子程序和中断程序所要用到的变量存储空间。如果在编程时不分配库指令数据区，编译时会产生许多相同的错误。由子程序参

数HoldStart和MaxHold指定的保持寄存器区，是在GForce-200 PLC CPU的V数据存储区中分配，此数据区不能和库指令数据区有任何重

叠，否则在运行时会产生错误，不能正常通讯。注意Modbus 中的保持寄存器区按“字”寻址，即MaxHold规定的是VW而不是VB的

个数。

3 Modbus RTU协议测试包含Modbus RTU从站指令库的项目编译、下载到CPU中后，在编程计算机(PG/PC)上运行一些Modbus测试软件

可以检验GForce-200 PLC的Modbus RTU通讯是否正常，这对查找故障点很有用。测试软件通过计算机串口(RS-232)和PC/PPI电缆连接

CPU。(以ModScan32测试软件为例作以检测说明)3.1 测试软件 测试软件ModScan32如图3所示。

ModScan32图3中，ModScan32测试软件的画面中相关参数意义如下:Address:ModBus中存储区的起始地址;Device Id:PLC ModBus的端

口地址;Length:参与通讯的V存储区字的长度。3.2 参数设置对ModScan32测试软件的通讯参数进行相关设置，要与GForce-200 PLC的

Modbus RTU指令库MBUS_INIT中所设定的参数相统一，这样即可进行通讯检测。ModScan32通讯参数设置如图4所示。

图4 ModScan32通讯参数设置

4 MODBUS RTU地址与GForce-200 PLC的地址对应关系

MODBUS地址总是以00001、30004之类的形式出现。GForce-200 PLC内部的数据存储区与MODBUS的0、1、3、4共4类地址的对应关系如

附表所示:附表 MODBUS地址对应表

说明:其中T为GForce-200 PLC中的缓冲区起始地址，即HoldStart。如果已知GForce-200 PLC中的V存储区地址，推算MODBUS地址的公式

如下:MODBUS地址=40000+(T/2+1) 其中T为偶数。5 结束语Modbus RTU作为一种工业控制器的网络通讯协议，其在如今众多的控制

器之间进行联网、监控、相互通讯等方面发挥着重大作用，本文以典型的GForce-200 PLC控制系统为例，详述了如何应用Modbus RTU通

讯协议以及检测方法，使得控制器之间的通讯变得更加简易和清晰。