S7-1200 MODBUS TCP客户端指令使用方法

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S7-1200 Modbus TCP 通信指令块

　　STEP 7 V13 SP1 软件版本中的 Modbus TCP 库指令目前最新的版本已升至V4.0，该版本的使用需要具备以下两个条件：

1. 软件版本： STEP 7 V13 SP1及其以上

2. 固件版本： S7-1200 CPU 的固件版本V4.1

图1. Modbus TCP V4.0 版本指令块

S7-1200 Modbus TCP 实验环境

　　下面以两台S7-1200之间进行 Modbus TCP 通信为例，详细阐述客户端与服务器侧如何编程及通信的过程。表格列出了具体的实验环境：

表1. Modbus TCP 通信的实验环境

表2. Modbus TCP 通信双方的基本配置

　　硬件标识符是在“设备组态”中，双击 PROFINET 接口，然后在“属性”中的“硬件标识符”中查看。

图2. S7-1200设备的PROFINET接口硬件标识符

S7-1200 Modbus TCP 客户端编程

　　S7-1200 客户端侧需要调用MB_CLIENT指令块，该指令块主要完成客户机和服务器的TCP连接、发送命令消息、接收响应以及控制服务器断开的工作任务。

　　1. 将MB_CLIENT 指令块在“ 程序块 -> OB1 ”中的程序段里调用，调用时会自动生成背景DB ，点击确定即可。

图3. Modbus TCP 客户端侧指令块

该功能块各个引脚定义如下：

表4. MB_CLIENT 各引脚定义说明

　　2. CONNECT 引脚的指针类型

　　第一步，先创建一个新的全局数据块 DB2：

图4. 创建全局数据块

　　第二步，双击打开新生成的DB块，定义变量名称为“aa'，数据类型为“TCON_IP_v4”（可以将 TCON_IP_v4 拷贝到该对话框中），然后点击“回车”按键。该数据类型结构创建完毕。如图5所示：

图5. 创建 MB_CLIENT 中的TCP连接结构的数据类型

　　各个引脚定义说明如下：

表4. TCON_IP_v4 数据结构的引脚定义

　　本文远程服务器的IP地址为192.168.0.4，远程端口号设为502。所以客户端侧该数据结构的各项值为：

图6. MB_CLIENT 侧 CONNECT 引脚数据定义

注意： CONNECT引脚的填写需要用符号寻址的方式。

　　3. 创建 MB_DATA_PTR 数据缓冲区

　　第一步，创建一个全局数据块 DB3，创建方法可以参考上面的图3，数据块的名称如图7所示：

图7. 生成的两个DB块名称

　　第二步，建议一个数组的数据类型，以便通信中存放数据，请参考图8所示：

图8. MB_DATA_PTR 数据缓冲区结构

　　注意： MB_DATA_PTR指定的数据缓冲区可以为DB块或M存储区地址中。DB块可以为优化的数据块，也可以为标准的数据块结构。若为优化的数据块结构，编程时需要以符号寻址的方式填写该引脚；若为标准的数据块结构（可以右键单击DB块，“属性”中将“优化的块访问”前面的勾去掉，如下图9所示），需要以绝对地址的方式填写该引脚。本文以标准的数据块（默认）为例进行编程。

图9. 修改 DB 块属性为标准的块结构

　　4. 客户端侧完成指令块编程

　　调用 MB_CLIENT 指令块，实现从 Modbus TCP 通信服务器中读取2个保持寄存器的值，如图10所示：

图10. MB_CLIENT 指令块编程

　　5. 将整个项目下载到S7-1200

　　待Modbus TCP 服务器侧准备就绪，给MB_CLIENT指令块的REQ引脚一个上升沿，将读取到的数据放入 MB_DATA_PTR引脚指定的DB 块中。具体的实验结果可以查看S7-1200 服务器侧编程。

常见问题

 MB_CLIENT 指令的背景数据块中的 'MB_Unit_ID' 有什么功能？

　　S7-1200 CPU 作为 Modbus TCP 客户端与 Modbus TCP 服务器通信，当尝试访问比 Modbus TCP 服务器更低端的串行子网中的设备，会有报错 '无法建立连接'。

　　这种情况下， Modbus TCP 服务器作为 Modbus RTU 协议中的网关，'MB_Unit_ID' 参数相当于 Modbus RTU 协议中的从站地址。

　　Modbus TCP 客户端直接向 Modbus TCP 服务器发送请求，Modbus TCP 服务器通过识别 'MB_UNIT_ID' 参数，将请求转发到从站设备。

　　在 S7-1200 项目中，选择系统块，双击打开 MB_CLIENT 指令的背景数据块“MB_CLIENT_DB”, 在静态变量Static下可以找到 MB_Unit_ID (默认起始值16#FF，等于十进制 255)。如下图 11 所示：

图 11. MB_Unit_ID

　　例如，当 S7-1200 做客户端与电脑上的 Modbus TCP 调试软件 Modsim 通信时，会遇到如上“无法建立连接”的问题。

　　这时，修改调试软件 Modsim 中Device Id 为255，使之等于 MB_Unit_ID 的值，即可建立联系。如下图 12 所示：

图 12. Device Id

 注意：如果 Modbus TCP 服务器无法更改 Device Id 的值, 则修改S7-1200 项目中MB_Unit_ID数值， 使双方的参数一致。