本實(shí)例我們介紹下西門子S7-200 SMART PLC如何通過Modbus-RTU協(xié)議讀取溫濕度傳感器的數(shù)值。實(shí)例使用的硬件如下：

1. S7-200 SMART CPU ST20；
2. 溫濕度傳感器(支持Modbus-RTU協(xié)議)；

 

本文包括如下幾個(gè)主題：

1、溫濕度傳感器外觀、接線及通信參數(shù)介紹

2、CPU ST20與溫濕度傳感器的接線；

3、CPU ST20的編程；

1、TH10S-B-H溫濕度傳感器外觀、接線及通信參數(shù)介紹

本例程使用的溫濕度傳感器能檢測(cè)的溫度范圍為：-40℃~120℃，濕度范圍為：0%~100% rh，其外觀如下圖所示：

 

該溫濕度傳感器有四條線，顏色分別是：紅、黑、黃、綠，各線的定義如下：

 

該溫濕度傳感器支持Modbus-RTU協(xié)議，相關(guān)通信參數(shù)如下：

1. 支持的波特率：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps，默認(rèn)為9600bps；
2. 通信設(shè)置：起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無(wú)校驗(yàn)位；
3. 支持站地址范圍：1~247，默認(rèn)為1；
4. 支持Modbus功能碼0x03讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式如下表所示：

 

支持Modbus功能碼0x10或者0x06修改傳感器的站地址或者波特率，數(shù)據(jù)格式如下表所示：

 

①0=1200bps；1=2400bps；2=4800bps；3=9600bps；4=19200bps；

2、CPU ST20與溫濕度傳感器的接線

本例程使用CPU ST20本體集成的串口(編號(hào)：Port0)連接溫濕度傳感器。Port0針腳定義如下表所示：

需要說明的是，西門子RS485信號(hào)線定義與很多廠家不同：多數(shù)廠家定義RS485信號(hào)A線為正極，信號(hào)B線為負(fù)極；但是西門子定義A線為負(fù)極，信號(hào)B線為正極。

因此，在本例程中，溫濕度傳感器的黃線(RS485+)應(yīng)該與CPU ST20本體串口Port0的3號(hào)引腳相連；同時(shí)，溫濕度傳感器的綠線(RS485-)應(yīng)該與Port0的8號(hào)引腳相連；

3、CPU ST20的編程

使用S7-200 SMART的庫(kù)指令【Modbus RTU Master】中的MBUS_CTRL指令和MBUS_MSG指令來(lái)與溫濕度傳感器進(jìn)行Modbus-RTU通信。

MBUS_CTRL指令用來(lái)配置Modbus主站的通信參數(shù)，需要在每個(gè)掃描周期都調(diào)用。指令各參數(shù)含義如下：

• Mode：通信協(xié)議的類型；0=PPI協(xié)議；1=Modbus協(xié)議；
• Baud：波特率；
• Parity：校驗(yàn)位，0=無(wú)校驗(yàn)，1=奇校驗(yàn)，2=偶校驗(yàn)；
• Port：端口號(hào)，CPU本體串口編號(hào)為0，通信板編號(hào)為1；
• Timeout：超時(shí)的時(shí)間值，單位為毫秒；
• Done：指令是否完成；
• Error：指令執(zhí)行的狀態(tài)值，0=沒有錯(cuò)誤；

指令執(zhí)行在線狀態(tài)如下圖所示：

 

MBUS_MSG指令用來(lái)與子站進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其各參數(shù)含義如下：

• First：請(qǐng)求數(shù)據(jù)交換，需要上升沿信號(hào)；
• Slave：從站地址；
• RW：讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，0=讀取，1=寫入；
• Addr：Modbus寄存器地址；
• Count：要讀取的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；
• DataPtr：數(shù)據(jù)的存放地址；
• Done：指令是否執(zhí)行完成，1=完成；
• Error：指令執(zhí)行的狀態(tài)值，0=沒有錯(cuò)誤；

指令執(zhí)行在線狀態(tài)如下圖所示：

 

通過狀態(tài)圖表，可以監(jiān)控到讀取的數(shù)值為293和639，分別表示溫度為29.3℃和63.9%rh的濕度，如下圖所示：

 

好了，這就是CPU ST20通過Modbus-RTU協(xié)議讀取溫濕度傳感器數(shù)值的例程。