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6SL3255-0VA00-4BA1西門(mén)子V20外置BOP面板

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S7-1200 Modbus TCP 通信指令塊

STEP 7 V13 SP1 軟件版本中的 Modbus TCP 庫(kù)指令目前最新的版本已升至V4.0，該版本的使用需要具備以下兩個(gè)條件：

1. 軟件版本： STEP 7 V13 SP1及其以上

2. 固件版本： S7-1200 CPU 的固件版本V4.1

圖1. Modbus TCP V4.0 版本指令塊

S7-1200 Modbus TCP 實(shí)驗(yàn)環(huán)境

下面以兩臺(tái)S7-1200之間進(jìn)行 Modbus TCP 通信為例，詳細(xì)闡述客戶端與服務(wù)器側(cè)如何編程及通信的過(guò)程。表格列出了具體的實(shí)驗(yàn)環(huán)境：

表1. Modbus TCP 通信的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

表2. Modbus TCP 通信雙方的基本配置

硬件標(biāo)識(shí)符是在“設(shè)備組態(tài)”中，雙擊 PROFINET 接口，然后在“屬性”中的“硬件標(biāo)識(shí)符”中查看。

圖2. S7-1200設(shè)備的PROFINET接口硬件標(biāo)識(shí)符

S7-1200 Modbus TCP 客戶端編程

S7-1200 客戶端側(cè)需要調(diào)用MB_CLIENT指令塊，該指令塊主要完成客戶機(jī)和服務(wù)器的TCP連接、發(fā)送命令消息、接收響應(yīng)以及控制服務(wù)器斷開(kāi)的工作任務(wù)。

1. 將MB_CLIENT 指令塊在“ 程序塊 -> OB1 ”中的程序段里調(diào)用，調(diào)用時(shí)會(huì)自動(dòng)生成背景DB ，點(diǎn)擊確定即可。

圖3. Modbus TCP 客戶端側(cè)指令塊

該功能塊各個(gè)引腳定義如下：

表4. MB_CLIENT 各引腳定義說(shuō)明

2. CONNECT 引腳的指針類型

第一步，先創(chuàng)建一個(gè)新的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊 DB2：

圖4. 創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊

第二步，雙擊打開(kāi)新生成的DB塊，定義變量名稱為“aa"，數(shù)據(jù)類型為“TCON_IP_v4”（可以將 TCON_IP_v4 拷貝到該對(duì)話框中），然后點(diǎn)擊“回車”按鍵。該數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)創(chuàng)建完畢。如圖5所示：

圖5. 創(chuàng)建 MB_CLIENT 中的TCP連接結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型

各個(gè)引腳定義說(shuō)明如下：

表4. TCON_IP_v4 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引腳定義

本文遠(yuǎn)程服務(wù)器的IP地址為192.168.0.4，遠(yuǎn)程端口號(hào)設(shè)為502。所以客戶端側(cè)該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)值為：

圖6. MB_CLIENT 側(cè) CONNECT 引腳數(shù)據(jù)定義

注意： CONNECT引腳的填寫(xiě)需要用符號(hào)尋址的方式。

3. 創(chuàng)建 MB_DATA_PTR 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)

第一步，創(chuàng)建一個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)塊 DB3，創(chuàng)建方法可以參考上面的圖3，數(shù)據(jù)塊的名稱如圖7所示：

圖7. 生成的兩個(gè)DB塊名稱

第二步，建議一個(gè)數(shù)組的數(shù)據(jù)類型，以便通信中存放數(shù)據(jù)，請(qǐng)參考圖8所示：

圖8. MB_DATA_PTR 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)

注意： MB_DATA_PTR指定的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)可以為DB塊或M存儲(chǔ)區(qū)地址中。DB塊可以為優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊，也可以為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)。若為優(yōu)化的數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)，編程時(shí)需要以符號(hào)尋址的方式填寫(xiě)該引腳；若為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)塊結(jié)構(gòu)（可以右鍵單擊DB塊，“屬性”中將“優(yōu)化的塊訪問(wèn)”前面的勾去掉，如下圖9所示），需要以絕對(duì)地址的方式填寫(xiě)該引腳。本文以標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)塊（默認(rèn)）為例進(jìn)行編程。

圖9. 修改 DB 塊屬性為標(biāo)準(zhǔn)的塊結(jié)構(gòu)

4. 客戶端側(cè)完成指令塊編程

調(diào)用 MB_CLIENT 指令塊，實(shí)現(xiàn)從 Modbus TCP 通信服務(wù)器中讀取2個(gè)保持寄存器的值，如圖10所示：

圖10. MB_CLIENT 指令塊編程

5. 將整個(gè)項(xiàng)目下載到S7-1200

待Modbus TCP 服務(wù)器側(cè)準(zhǔn)備就緒，給MB_CLIENT指令塊的REQ引腳一個(gè)上升沿，將讀取到的數(shù)據(jù)放入 MB_DATA_PTR引腳指定的DB 塊中。具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以查看S7-1200 服務(wù)器側(cè)編程。

常見(jiàn)問(wèn)題

 MB_CLIENT 指令的背景數(shù)據(jù)塊中的 "MB_Unit_ID" 有什么功能？

S7-1200 CPU 作為 Modbus TCP 客戶端與 Modbus TCP 服務(wù)器通信，當(dāng)嘗試訪問(wèn)比 Modbus TCP 服務(wù)器更低端的串行子網(wǎng)中的設(shè)備，會(huì)有報(bào)錯(cuò) "無(wú)法建立連接"。

這種情況下， Modbus TCP 服務(wù)器作為 Modbus RTU 協(xié)議中的網(wǎng)關(guān)，"MB_Unit_ID" 參數(shù)相當(dāng)于 Modbus RTU 協(xié)議中的從站地址。

Modbus TCP 客戶端直接向 Modbus TCP 服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，Modbus TCP 服務(wù)器通過(guò)識(shí)別 "MB_UNIT_ID" 參數(shù)，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到從站設(shè)備。

在 S7-1200 項(xiàng)目中，選擇系統(tǒng)塊，雙擊打開(kāi) MB_CLIENT 指令的背景數(shù)據(jù)塊“MB_CLIENT_DB”, 在靜態(tài)變量Static下可以找到 MB_Unit_ID (默認(rèn)起始值16#FF，等于十進(jìn)制 255)。如下圖 11 所示：

圖 11. MB_Unit_ID

例如，當(dāng) S7-1200 做客戶端與電腦上的 Modbus TCP 調(diào)試軟件 Modsim 通信時(shí)，會(huì)遇到如上“無(wú)法建立連接”的問(wèn)題。

這時(shí)，修改調(diào)試軟件 Modsim 中Device Id 為255，使之等于 MB_Unit_ID 的值，即可建立聯(lián)系。如下圖 12 所示：

圖 12. Device Id

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