在工业自动化领域，各类通信协议广泛应用，其中MODBUS通信因具备公开、免费、通用等优势而使用最为广泛。然而，在现场调试过程中，常会遇到通信异常或无法建立连接的问题。此时，借助调试工具可快速定位故障原因。此外，初学者也可利用调试工具在无额外硬件投入的情况下学习MODBUS通信原理。
本文以西门子S7-200 SMART PLC作为MODBUS主站，结合调试软件模拟从站进行通信测试，详细演示配置与数据交互过程。
通信任务如图1所示。
图1：数据交互示意图
硬件准备
所需设备包括：RS485转USB转换器1个、RS485公头1个、电缆线2根、PC电脑1台、S7-200 SMART PLC 1台及通信网线1根。CPU本体串口引脚定义如图2和图3所示。
图2：USB转串口硬件
图3：串口引脚说明
通信指令说明
S7-200 SMART PLC内置MODBUS通信库指令，可根据端口调用相应功能块。本例使用两条主站指令：
图4为主站初始化指令，用于设置通信参数；图5为数据读写指令，实现与从站的数据交换。
图4：主站初始化指令
图5：主站数据读写指令
实施步骤
1. 编程配置主站
在STEP 7-Micro/WIN SMART软件中调用MODBUS主站库指令完成编程，程序结构如图6和图7所示。
图6：主站数据读写程序
图7：主站数据读写程序
2. 分配库存储区
通信程序需占用286个V存储区用于内部运算，应在CPU中预先分配，如图8所示。
图8：分配库存储器
3. 硬件连接与端口识别
将RS485转USB模块的USB端接入电脑，RS485公头连接PLC串口。连接完成后，在设备管理器中查看对应COM端口号，如图9所示。
图9：端口号查看
4. 调试软件设置
打开Modsim32调试软件，在“连接设置”中选择与图9一致的COM端口（示例为COM6），如图10所示。随后弹出协议参数设置窗口，如图11所示，需确保波特率、数据位、停止位、校验方式等参数与PLC主站初始化设置完全一致。
图10：连接设置
图11：设置通信参数
5. 数据交互测试
在Modsim32软件中新建设备，Device ID设为2，模拟地址为2的从站。
第一组：寄存器读取
主站读取从站40001（对应VW300-VW308）起始的5个字，存入主站VW200开始的地址。在调试软件中写入数据后，PLC监控显示VW200-VW208值同步更新，如图12所示。
图12：数据交换
第二组：线圈写入
主站将I0.0起始的8个位状态写入从站Q0.0。当强制I0.2和I0.4为ON时，从站Q0.0中第3和第5位变为1，如图13所示。
图13：数据交换
第三组：字节读取
主站读取从站QB6的值并存入VB210。当在调试软件中置位Q6.0和Q6.1时，PLC侧VB210显示值为3，如图14所示。
图14：数据交换
第四组：模拟量输入读取
主站读取从站AIW18的值并存入VW212。在调试软件中将AIW18设为457，PLC侧VW212同步显示457，如图15所示。
图15：数据交换