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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及其以上 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： 操作系统 | WIN7 SP1 专业版 64位
| 编程软件
| STEP 7 Professional V13 SP1 Update 5
| 系统硬件
| 1.CPU1215C 6ES7215-1AG40-0XB0 V4.1
2.CPU1212C 6ES7212-1AE40-0XB0 V4.1
3.CSM1277 6GK7277-1aa10-0aa0
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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： REQ | 与服务器之间的通信请求，上升沿有效。 | DISCONNECT | 通过该参数，可以控制与 Modbus TCP服务器建立和终止连接。 0（默认）：建立连接；1：断开连接。
| MB_MODE | 选择 Modbus 请求模式（读取、写入或诊断）。0：读；1：写。
| MB_DATA_ADDR | 由“MB_CLIENT”指令所访问数据的起始地址。
| MB_DATA_LEN | 数据长度： 数据访问的位或字的个数。 | MB_DATA_PTR | 指向 Modbus 数据寄存器的指针。 | CONNECT | 指向连接描述结构的指针。TCON_IP_v4（S7-1200）
| DONE | 最后一个作业成功完成，立即将输出参数 DONE 置位为“1”。 | BUSY | 作业状态位：0：无正在处理的“MB_CLIENT”作业；1：“MB_CLIENT”作业正在处理。 | ERROR | 错误位：0：无错误；1：出现错误，错误原因查看STATUS。 | STATUS | 指令的详细状态信息。
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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： InterfaceId | 硬件标识符。 | ID | 连接ID，取值范围1~4095
| Connection Type | 连接类型。TCP连接默认为：16#0B | ActiveEstablished | 建立连接。主动为1（客户端），被动为0（服务器）。 | ADDR | 服务器侧的IP地址 | RemotePort | 远程端口号 | LocalPort | 本地端口号 |
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。
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及其以上 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： 操作系统 | WIN7 SP1 专业版 64位
| 编程软件
| STEP 7 Professional V13 SP1 Update 5
| 系统硬件
| 1.CPU1215C 6ES7215-1AG40-0XB0 V4.1
2.CPU1212C 6ES7212-1AE40-0XB0 V4.1
3.CSM1277 6GK7277-1aa10-0aa0
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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 服务器编程“MB_SERVER”指令将处理 Modbus TCP 客户端的连接请求、接收并处理 Modbus 请求并发送响应。 1. 在“ 程序块-> OB 1"中调用“MB_SERVER”指令块，然后会生成相应的背景DB块，点击确定，如图3所示。 图3. 调用MB_SERVER指令块 该功能块的各个引脚定义如下： DISCONNET | 为0代表被动建立与客户端的通信连接；为1代表终止连接。
| MB_HOLD_REG | 指向 Modbus 保持寄存器的指针。 | CONNECT | 指向连接描述结构的指针。TCON_IP_v4（S7-1200） | NDR | 为0代表无数据；为1代表从 Modbus 客户端写入新的数据。 | DR | 为0代表无读取的数据；为1代表从 Modbus 客户端读取的数据 | ERROR | 错误位：0：无错误；1：出现错误，错误原因查看STATUS。 | STATUS | 指令的详细状态信息。 |
表3. MB_SERVER 各个引脚定义说明 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，如图4所示： 图4. 创建全局数据块 第二步，双击打开新生成的 DB2 数据块，定义变量名称为“ss"，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_SERVER 中的 TCP 连接结构的数据类型 各个引脚定义说明如下： InterfaceId | 硬件标识符。（设备组态中查询） | ID | 连接ID，取值范围1~4095
| Connection Type | 连接类型。TCP连接默认为：16#0B | ActiveEstablished | 建立连接。主动为1（客户端），被动为0（服务器）。 | ADDR | 服务器侧的IP地址 | RemotePort | 远程端口号 | LocalPort | 本地端口号 |
表4. TCON_IP_v4 数据结构的引脚定义 客户端侧的IP地址为192.168.0.6，端口号为0，所以 MB_SERVER 服务器侧该数据结构的各项值如图6所示。 图6. MB_SERVER 服务器侧的 CONNECT 数据结构定义 3. S7-1200 服务器侧 MB_SERVER 编程 调用MB_SERVER指令块，实现被客户端读取2个保持寄存器的值，如图7所示。 图7. MB_SERVER 服务器侧编程 注意：MB_HOLD_REG 指定的数据缓冲区可以设为 DB 块或 M 存储区地址。DB 块可以为优化的数据块，也可以为标准的数据块结构。 S7-1200 MODBUS TCP 通信调试S7-1200 MODBUS TCP 服务器侧准备数据，用于客户端读访问，如图8所示。 图8. 服务器侧监控表 S7-1200 MODBUS TCP 客户端侧，给 MB_CLIENT 指令块中 REQ 引脚一个上升沿，监控数据读取成功。如图9所示。 图9. 客户端侧监控表
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发表于 2019-9-30 21:29:23
