[发明专利]一种基于SIMATIC S7-200 SMART的ModbusRTU通信程序

说明书

本发明公开了一种基于SIMATIC S7‑200 SMART的ModbusRTU通信程序，属于计算机程序技术领域，通过指针间接寻址将不连续的从站设备寄存器Modbus地址通过转换变成连续的Modbus地址，仅使用一条MBUS_MSG指令完成整个轮询工作，通过配置Count参数和DataPtr参数提高CPU的内存利用率。本发明将指针间接寻址和循环嵌套结合应用，极大的减少了编程人员的工作量，大幅缩减程序体积，精简优化的程序故障率更低，更易于调试，编程效率得到显著提高。

技术领域

本发明涉及一种ModbusRTU通信程序，特别是涉及一种基于SIMATIC S7-200SMART的ModbusRTU通信程序，属于计算机程序技术领域。

背景技术

建筑设施智能化集成管理系统，简称IBFMs，是一套建立在各项建筑智能化子系统之上的开放式的、广泛兼容的信息化集成管理平台，该平台基于设备互联及网络技术将多地域、多楼宇、多系统的建筑设备设施的监测与控制管理集成在一个管理界面上，可分别面向集团总部管理员、区域公司管理员及建筑物业管理员等不同层面提供先进的设备监控、能效提升、业务管理、安全应急管理整体解决方案。

SIMATIC S7-200 SMART是自动化控制产品，S7-200 SMART设计精良且性能可靠，具备强大的通信功能，每个S7-200 SMART CPU都提供一个以太网端口和一个RS485端口，标准型CPU额外支持SB CM01信号板，信号板可通过STEP 7-Micro/WIN SMART软件组态为RS232通信端口或RS485通信端口。

IBFMs系统中有大量的设备，比如热泵机组、新风机组、板换机组等设备的各种状态参数，这些设备需要通过Modbus RTU通信协议接入信息管理平台，现场同样有大量的开关量设备需要分散监管，如各种阀门的状态反馈和输出控制。

S7-200 SMART标准CPU自带的两个RS485端口最大可以挂载64个Modbus从站设备，DI、DO可以采集开关量输入和控制开关量输出，以太网口支持程序上下载和在线监控、Modbus TCP通讯。

使用S7-200 SMART CPU作为Modbus主站访问IBFMs系统中的从站设备需要调用西门子标准Modbus RTU主站协议库指令，以端口0为例，该指令库包含主站初始化指令(MBUS_CTRL)和从站控制指令(MBUS_MSG)，MBUS_MSG指令的数量可以是一条或者多条。

主站初始化指令(MBUS_CTRL)完成后可以开始调用从站控制指令(MBUS_MSG)对从站设备进行读写操作，当从站设备数量较多，每个从站需要访问的地址较多，并且地址不连续时通常需要调用多条MBUS_MSG指令来完成读写操作，由于某一时间只能有一条MBUS_MSG指令处于激活状态，因此通常使用当前MBUS_MSG指令的“读写功能完成位:Done”来作为下一条MBUS_MSG“使能:EN”的触发条件。由于需要循环使能所有MBUS_MSG指令以便访问所有从站的所有地址，因此使用最后一条MBUS_MSG指令的“读写功能完成位:Done”来作为第一条MBUS_MSG“使能:EN”的触发条件。

这种通信方式固然能够完成通信工作，但是只适用于从站数量较少，并且从站需要访问的寄存器数量较少的情况，当从站设备数量较多，每个从站需要访问的寄存器较多，并且这些寄存器的地址不连续时这种通信方式就存在如下三个缺陷：1)编程工作量巨大；2)CPU内存利用率低，存储方式不合理；3)通信速率低。

例如有24个从站需要被循环访问，每个从站有6个寄存器需要被读取，其Modbus地址分别为40002、40003、40005、40016、40017、40019，基于MBUS_MSG指令的工作原理，可以使用以下两种配置方式完成通信，同样通过这两种通信方式分析其缺陷：