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S7-1200集成PN接口MODBUS TCP通信概述

Modbus TCP是標準的網絡通信協議，通過CPU上PN接口進行TCP/IP通信，不需要額外的通信硬件模塊，Modbus TCP使用開放式用戶通信連接作為Modbus通信路徑，所支持的混合客戶機和服務器連接數最大為CPU所允許的最大開放式用戶通信連接數8個。

軟件 STEP7 V11 SP1版本開始，S7-1200CPU 從Firmware V1.0.2開始，不再需要安裝Modbus TCP的庫文件，可以直接調用Modbus TCP的庫指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用實現Modbus TCP通信功能，如圖1.所示。

圖1. Modbus TCP的庫指令

S7-1200 做 Modbus Tcp Server （服務器）

1.調用MB_SERVER通信指令，進入 “Program blocks” > “OB1” 主程序中調用，設置連接ID、IP端口等參數，如下圖2.所示。

圖2.調用MB_SERVER通信指令

功能塊參數意義如下表5.

表1. 功能塊“MB_SERVER”參數

2.MB_DATA_PTR數據塊的新建

通過“Program blocks”>“Add new block”，選擇“Data block”創建 DB 塊，選擇“標準與S7- 300/400兼容” ，點擊“OK”鍵，定義數據區為100個字的數組，如圖3.所示。

圖3.新建MB_DATA_PTR數據塊

3.Modbus地址的對應關系

“MB_SERVER”指令允許到達的Modbus功能（FC01、FC02、FC04、FC05、FC15）直接讀取和寫入訪問S7-1200CPU的過程映像輸入/輸出區（數據類型：BOOL和WORD），通過Modbus功能代碼（FC03、FC06和FC16）將到達的Modbus消息寫入Modbus保持寄存器或從寄存器中讀取（可通過MB_SERVER指令的參數“MB_HOLD_REG”指定保持寄存器），保持寄存器的大小（MB_HOLD_REG參數）必須大于1個字節，詳細參考表2.。

表2.Modbus地址的對應關系

4.客戶機端 Modscan32 軟件設置

注意：客戶機采用Modscan32軟件測試，Modscan32 做 Modbus TCP Client 測試軟件，是第三方軟件，可以從 internet 網絡上下載。

將測試電腦的IP地址設置成192.168.0.210，打開Modscan32 軟件，在Modscan32的“Setup->Data Definition”中設置功能碼、起始地址、長度等，如圖4.所示。

圖4.設置“Data Definition”參數

在“Connection->connect...”中打開連接屬性對話框，選擇“Remote modbus TCP Server”，設置服務器的IP地址，端口號，如圖5.所示。

圖5.設置連接屬性

注意：用Modsscan32做客戶機不需要考慮Device ID和服務器一致的情況，服務器自動響應客戶機的Device ID。

5.通訊測試

S7-1200作服務器，客戶機Modscan32用FC03功能碼讀取服務器的兩個字，設置客戶機和服務器的功能、起始地址、端口等參數相對應，具體設置如圖5.和6.所示，

圖6.S7-1200作服務器

通訊結果如下圖7.所示，Modscan32從服務器讀到數據10，20到客戶機的DB4.DBW0和DB4.DBW2區域。

圖7.FC03通訊結果

用功能FC15向服務器的Q0.0~Q0.7寫8位數據，設置連接參數，Modscan32設置結果如下圖8.所示。

圖8.使用FC15通訊，設置Modscan32

測試結果，服務器側直接對應過程映像輸出區，00001~00008對應Q0.0~Q0.7，如下圖9.所示。

圖9. 使用FC15通訊測試結果

6.HR_Start_Offset背景參數

HR_Start_Offset是類型為字，用于指定Modbus保持寄存器的起始地址，存儲在MB_SERVER背景數據塊中，默認值是0，可以通過編程將值寫入HR_Start_Offset。以上面FC03功能讀2個字為例，將HR_Start_Offset的偏移量設置成2，其他參數不修改，HR_Start_Offset偏移前后地址對應關系如下表7，編程調用和結果如圖10.和11.所示。

表3. HR_Start_Offset偏移前后地址對應關系

編程調用如下圖10.所示

圖10.HR_Start_Offset的偏移量設置

通訊結果如下圖11.所示

圖11. 通訊結果

7.MB_SERVER參數STATUS的查詢參考下面列表4.

表4.MB_SERVER參數STATUS

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

說明：Modbus Slave做 Modbus TCP server 測試軟件，Modscan32 做 Modbus TCP Client 測試軟件，兩者都是第三方軟件，可以從 internet 網絡上下載