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S7-1200集成PN接口MODBUS TCP通信概述

Modbus TCP是標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，通過(guò)CPU上PN接口進(jìn)行TCP/IP通信，不需要額外的通信硬件模塊，Modbus TCP使用開(kāi)放式用戶通信連接作為Modbus通信路徑，所支持的混合客戶機(jī)和服務(wù)器連接數(shù)最大為CPU所允許的最大開(kāi)放式用戶通信連接數(shù)8個(gè)。

軟件 STEP7 V11 SP1版本開(kāi)始，S7-1200CPU 從Firmware V1.0.2開(kāi)始，不再需要安裝Modbus TCP的庫(kù)文件，可以直接調(diào)用Modbus TCP的庫(kù)指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用實(shí)現(xiàn)Modbus TCP通信功能，如圖1.所示。

圖1. Modbus TCP的庫(kù)指令

S7-1200 做 Modbus Tcp Server （服務(wù)器）

1.調(diào)用MB_SERVER通信指令，進(jìn)入 “Program blocks” > “OB1” 主程序中調(diào)用，設(shè)置連接ID、IP端口等參數(shù)，如下圖2.所示。

圖2.調(diào)用MB_SERVER通信指令

功能塊參數(shù)意義如下表5.

表1. 功能塊“MB_SERVER”參數(shù)

2.MB_DATA_PTR數(shù)據(jù)塊的新建

通過(guò)“Program blocks”>“Add new block”，選擇“Data block”創(chuàng)建 DB 塊，選擇“標(biāo)準(zhǔn)與S7- 300/400兼容” ，點(diǎn)擊“OK”鍵，定義數(shù)據(jù)區(qū)為100個(gè)字的數(shù)組，如圖3.所示。

圖3.新建MB_DATA_PTR數(shù)據(jù)塊

3.Modbus地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系

“MB_SERVER”指令允許到達(dá)的Modbus功能（FC01、FC02、FC04、FC05、FC15）直接讀取和寫(xiě)入訪問(wèn)S7-1200CPU的過(guò)程映像輸入/輸出區(qū)（數(shù)據(jù)類(lèi)型：BOOL和WORD），通過(guò)Modbus功能代碼（FC03、FC06和FC16）將到達(dá)的Modbus消息寫(xiě)入Modbus保持寄存器或從寄存器中讀取（可通過(guò)MB_SERVER指令的參數(shù)“MB_HOLD_REG”指定保持寄存器），保持寄存器的大小（MB_HOLD_REG參數(shù)）必須大于1個(gè)字節(jié)，詳細(xì)參考表2.。

表2.Modbus地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系

4.客戶機(jī)端 Modscan32 軟件設(shè)置

注意：客戶機(jī)采用Modscan32軟件測(cè)試，Modscan32 做 Modbus TCP Client 測(cè)試軟件，是第三方軟件，可以從 internet 網(wǎng)絡(luò)上下載。

將測(cè)試電腦的IP地址設(shè)置成192.168.0.210，打開(kāi)Modscan32 軟件，在Modscan32的“Setup->Data Definition”中設(shè)置功能碼、起始地址、長(zhǎng)度等，如圖4.所示。

圖4.設(shè)置“Data Definition”參數(shù)

在“Connection->connect...”中打開(kāi)連接屬性對(duì)話框，選擇“Remote modbus TCP Server”，設(shè)置服務(wù)器的IP地址，端口號(hào)，如圖5.所示。

圖5.設(shè)置連接屬性

注意：用Modsscan32做客戶機(jī)不需要考慮Device ID和服務(wù)器一致的情況，服務(wù)器自動(dòng)響應(yīng)客戶機(jī)的Device ID。

5.通訊測(cè)試

S7-1200作服務(wù)器，客戶機(jī)Modscan32用FC03功能碼讀取服務(wù)器的兩個(gè)字，設(shè)置客戶機(jī)和服務(wù)器的功能、起始地址、端口等參數(shù)相對(duì)應(yīng)，具體設(shè)置如圖5.和6.所示，

圖6.S7-1200作服務(wù)器

通訊結(jié)果如下圖7.所示，Modscan32從服務(wù)器讀到數(shù)據(jù)10，20到客戶機(jī)的DB4.DBW0和DB4.DBW2區(qū)域。

圖7.FC03通訊結(jié)果

用功能FC15向服務(wù)器的Q0.0~Q0.7寫(xiě)8位數(shù)據(jù)，設(shè)置連接參數(shù)，Modscan32設(shè)置結(jié)果如下圖8.所示。

圖8.使用FC15通訊，設(shè)置Modscan32

測(cè)試結(jié)果，服務(wù)器側(cè)直接對(duì)應(yīng)過(guò)程映像輸出區(qū)，00001~00008對(duì)應(yīng)Q0.0~Q0.7，如下圖9.所示。

圖9. 使用FC15通訊測(cè)試結(jié)果

6.HR_Start_Offset背景參數(shù)

HR_Start_Offset是類(lèi)型為字，用于指定Modbus保持寄存器的起始地址，存儲(chǔ)在MB_SERVER背景數(shù)據(jù)塊中，默認(rèn)值是0，可以通過(guò)編程將值寫(xiě)入HR_Start_Offset。以上面FC03功能讀2個(gè)字為例，將HR_Start_Offset的偏移量設(shè)置成2，其他參數(shù)不修改，HR_Start_Offset偏移前后地址對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表7，編程調(diào)用和結(jié)果如圖10.和11.所示。

表3. HR_Start_Offset偏移前后地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

編程調(diào)用如下圖10.所示

圖10.HR_Start_Offset的偏移量設(shè)置

通訊結(jié)果如下圖11.所示

圖11. 通訊結(jié)果

7.MB_SERVER參數(shù)STATUS的查詢參考下面列表4.

表4.MB_SERVER參數(shù)STATUS

除了上面列出的錯(cuò)誤外，也可以從底層傳輸通信指令（TCON、TDISCON、TSEND和TRCV）返回錯(cuò)誤，參考相應(yīng)指令的錯(cuò)誤代碼。

說(shuō)明：Modbus Slave做 Modbus TCP server 測(cè)試軟件，Modscan32 做 Modbus TCP Client 測(cè)試軟件，兩者都是第三方軟件，可以從 internet 網(wǎng)絡(luò)上下載