MODBUS TCP通信功能的使用概述

机器人及PLC自动化应用 2022-08-03 5971

描述

S7-1200集成PN接口MODBUS TCP通信概述

Modbus TCP是标准的网络通信协议，通过CPU上PN接口进行TCP/IP通信，不需要额外的通信硬件模块，Modbus TCP使用开放式用户通信连接作为Modbus通信路径，所支持的混合客户机和服务器连接数最大为CPU所允许的最大开放式用户通信连接数8个。

软件 STEP7 V11 SP1版本开始，S7-1200CPU 从Firmware V1.0.2开始，不再需要安装Modbus TCP的库文件，可以直接调用Modbus TCP的库指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用实现Modbus TCP通信功能，如图1所示。

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图1. Modbus TCP的库指令

S7-1200 做 Modbus Tcp Server （服务器）

“MB_SERVER”指令将处理Modbus TCP客户机的连接请求、接收Modbus功能的请求并发送响应。

1.调用MB_SERVER通信指令，进入 “Program blocks” 》 “OB1” 主程序中调用，设置连接ID、IP端口等参数，如下图2所示。

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图2.调用MB_SERVER通信指令

功能块参数意义如下表5.

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表1. 功能块“MB_SERVER”参数

2.MB_DATA_PTR数据块的新建

通过“Program blocks”》“Add new block”，选择“Data block”创建 DB 块，选择“标准与S7- 300/400兼容” ，点击“OK”键，定义数据区为100个字的数组，如图3所示。

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图3.新建MB_DATA_PTR数据块

3.Modbus地址的对应关系

“MB_SERVER”指令允许到达的Modbus功能（FC01、FC02、FC04、FC05、FC15）直接读取和写入访问S7-1200CPU的过程映像输入/输出区（数据类型：BOOL和WORD），通过Modbus功能代码（FC03、FC06和FC16）将到达的Modbus消息写入Modbus保持寄存器或从寄存器中读取（可通过MB_SERVER指令的参数“MB_HOLD_REG”指定保持寄存器），保持寄存器的大小（MB_HOLD_REG参数）必须大于1个字节，详细参考表2.。

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表2.Modbus地址的对应关系

4.客户机端 Modscan32 软件设置

服务器注意：客户机采用Modscan32软件测试，Modscan32 做 Modbus TCP Client 测试软件，是第三方软件，可以从 internet 网络上下载。

将测试电脑的IP地址设置成192.168.0.210，打开Modscan32 软件，在Modscan32的“Setup-》Data Definition”中设置功能码、起始地址、长度等，如图4所示。

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图4.设置“Data Definition”参数

在“Connection-》connect.。.”中打开连接属性对话框，选择“Remote modbus TCP Server”，设置服务器的IP地址，端口号，如图5所示。

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图5.设置连接属性

注意：用Modsscan32做客户机不需要考虑Device ID和服务器一致的情况，服务器自动响应客户机的Device ID。

5.通讯测试

S7-1200作服务器，客户机Modscan32用FC03功能码读取服务器的两个字，设置客户机和服务器的功能、起始地址、端口等参数相对应，具体设置如图5~6所示，

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图6.S7-1200作服务器

通讯结果如下图7所示，Modscan32从服务器读到数据10，20到客户机的DB4.DBW0和DB4.DBW2区域。

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图7.FC03通讯结果

用功能FC15向服务器的Q0.0~Q0.7写8位数据，设置连接参数，Modscan32设置结果如下图8所示。

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图8.使用FC15通讯，设置Modscan32

测试结果，服务器侧直接对应过程映像输出区，00001~00008对应Q0.0~Q0.7，如下图9所示。

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图9. 使用FC15通讯测试结果

6.HR_Start_Offset背景参数

HR_Start_Offset是类型为字，用于指定Modbus保持寄存器的起始地址，存储在MB_SERVER背景数据块中，默认值是0，可以通过编程将值写入HR_Start_Offset。以上面FC03功能读2个字为例，将HR_Start_Offset的偏移量设置成2，其他参数不修改，HR_Start_Offset偏移前后地址对应关系如下表7，编程调用和结果如图10~11所示。

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