一、S7-1200 Modbus TCP 通信指令塊

圖1. Modbus TCP V4.0 版本指令塊

二、S7-1200?Modbus TCP 實驗環境

下面以兩臺S7-1200之間進行 Modbus TCP 通信為例，詳細闡述客戶端與服務器側如何編程及通信的過程。

表1. Modbus TCP?通信雙方的基本配置

	CPU類型	IP地址	端口號	硬件標識符
客戶端	CPU 1212C	192.168.0.6	0	64
服務器	CPU 1215C	192.168.0.4	502	64

硬件標識符是在“設備組態”中，雙擊 PROFINET 接口，然后在“屬性”中的“硬件標識符”中查看。

圖2. S7-1200設備的PROFINET接口硬件標識符

三、S7-1200?Modbus TCP 客戶端編程

S7-1200 客戶端側需要調用MB_CLIENT指令塊，該指令塊主要完成客戶機和服務器的TCP連接、發送命令消息、接收響應以及控制服務器斷開的工作任務。

(1)將MB_CLIENT 指令塊在“ 程序塊 -> OB1 ”中的程序段里調用，調用時會自動生成背景DB ，點擊確定即可。

圖3. Modbus TCP 客戶端側指令塊

該功能塊各個引腳定義如下：

表2. MB_CLIENT?各引腳定義說明

REQ	與服務器之間的通信請求，上升沿有效。
DISCONNECT	通過該參數，可以控制與 Modbus TCP服務器建立和終止連接。0(默認)：建立連接；1：斷開連接。
MB_MODE	選擇 Modbus 請求模式(讀取、寫入或診斷)。0：讀；1：寫。
MB_DATA_ADDR	由“MB_CLIENT”指令所訪問數據的起始地址。
MB_DATA_LEN	數據長度：數據訪問的位或字的個數。
MB_DATA_PTR	指向 Modbus 數據寄存器的指針。
CONNECT	指向連接描述結構的指針。TCON_IP_v4(S7-1200)
DONE	最后一個作業成功完成，立即將輸出參數 DONE 置位為“1”。
BUSY	作業狀態位：0：無正在處理的“MB_CLIENT”作業；1：“MB_CLIENT”作業正在處理。
ERROR	錯誤位：0：無錯誤；1：出現錯誤，錯誤原因查看STATUS。
STATUS	指令的詳細狀態信息。

(2)CONNECT 引腳的指針類型

第一步，先創建一個新的全局數據塊 DB2：

圖4. 創建全局數據塊

第二步，雙擊打開新生成的DB塊，定義變量名稱為“aa"，數據類型為“TCON_IP_v4”(可以將 TCON_IP_v4 拷貝到該對話框中)，然后點擊“回車”按鍵。該數據類型結構創建完畢。如圖5所示：

圖5. 創建 MB_CLIENT 中的TCP連接結構的數據類型

各個引腳定義說明如下：

表3. TCON_IP_v4 數據結構的引腳定義

InterfaceId	硬件標識符。
ID	連接ID，取值范圍1~4095
Connection Type	連接類型。TCP連接默認為：16#0B
ActiveEstablished	建立連接。主動為1(客戶端)，被動為0(服務器)。
ADDR	服務器側的IP地址
RemotePort	遠程端口號
LocalPort	本地端口號

本文遠程服務器的IP地址為192.168.0.4，遠程端口號設為502。所以客戶端側該數據結構的各項值為：

圖6. MB_CLIENT 側 CONNECT 引腳數據定義

注意：?CONNECT引腳的填寫需要用符號尋址的方式。

(3)創建 MB_DATA_PTR 數據緩沖區

第一步，創建一個全局數據塊 DB3，創建方法可以參考上面的圖3，數據塊的名稱如圖7所示：

圖7. 生成的兩個DB塊名稱

第二步，建議一個數組的數據類型，以便通信中存放數據，請參考圖8所示：

圖8. MB_DATA_PTR 數據緩沖區結構

注意： MB_DATA_PTR指定的數據緩沖區可以為DB塊或M存儲區地址中。DB塊可以為優化的數據塊，也可以為標準的數據塊結構。若為優化的數據塊結構，編程時需要以符號尋址的方式填寫該引腳；若為標準的數據塊結構(可以右鍵單擊DB塊，“屬性”中將“優化的塊訪問”前面的勾去掉，如下圖9所示)，需要以絕對地址的方式填寫該引腳。本文以標準的數據塊(默認)為例進行編程。

圖9. 修改 DB 塊屬性為標準的塊結構

(4)客戶端側完成指令塊編程

調用 MB_CLIENT 指令塊，實現從 Modbus TCP 通信服務器中讀取2個保持寄存器的值，如圖10所示：

圖10. MB_CLIENT 指令塊編程

(5)將整個項目下載到S7-1200

待Modbus TCP 服務器側準備就緒，給MB_CLIENT指令塊的REQ引腳一個上升沿，將讀取到的數據放入 MB_DATA_PTR引腳指定的DB 塊中。具體的實驗結果可以查看S7-1200 服務器側編程。

四、S7-1200?Modbus TCP?服務器編程

“MB_SERVER”指令將處理 Modbus TCP 客戶端的連接請求、接收并處理 Modbus 請求并發送響應。

(1)在“ 程序塊-> OB 1"中調用“MB_SERVER”指令塊，然后會生成相應的背景DB塊，點擊確定，如圖11所示。

圖11. 調用MB_SERVER指令塊

該功能塊的各個引腳定義如下：

表4. MB_SERVER 各個引腳定義說明

DISCONNET	為0代表被動建立與客戶端的通信連接；為1代表終止連接。
MB_HOLD_REG	指向 Modbus 保持寄存器的指針。
CONNECT	指向連接描述結構的指針。TCON_IP_v4(S7-1200)
NDR	為0代表無數據；為1代表從 Modbus 客戶端寫入新的數據。
DR	為0代表無讀取的數據；為1代表從 Modbus 客戶端讀取的數據
ERROR	錯誤位：0：無錯誤；1：出現錯誤，錯誤原因查看STATUS。
STATUS	指令的詳細狀態信息。

(2)?CONNECT 引腳的指針類型

第一步，先創建一個新的全局數據塊 DB2，如圖12所示：

圖12. 創建全局數據塊

第二步，雙擊打開新生成的 DB2 數據塊，定義變量名稱為“ss"，數據類型為“TCON_IP_v4”(可以將 TCON_IP_v4 拷貝到該對話框中)，然后點擊“回車”按鍵。該數據類型結構創建完畢。如圖13所示：

圖13. 創建 MB_SERVER 中的 TCP 連接結構的數據類型

各個引腳定義說明如下：

表5. TCON_IP_v4 數據結構的引腳定義

InterfaceId	硬件標識符。(設備組態中查詢)
ID	連接ID，取值范圍1~4095
Connection Type	連接類型。TCP連接默認為：16#0B
ActiveEstablished	建立連接。主動為1(客戶端)，被動為0(服務器)。
ADDR	服務器側的IP地址
RemotePort	遠程端口號
LocalPort	本地端口號

客戶端側的IP地址為192.168.0.6，端口號為0，所以 MB_SERVER 服務器側該數據結構的各項值如圖14所示。

圖14. MB_SERVER 服務器側的 CONNECT 數據結構定義

(3)S7-1200 服務器側 MB_SERVER 編程

調用MB_SERVER指令塊，實現被客戶端讀取2個保持寄存器的值，如圖15所示。

圖15. MB_SERVER 服務器側編程

注意：MB_HOLD_REG 指定的數據緩沖區可以設為 DB 塊或 M 存儲區地址。DB 塊可以為優化的數據塊，也可以為標準的數據塊結構。

五、S7-1200?Modbus TCP?通信調試

S7-1200 MODBUS TCP 服務器側準備數據，用于客戶端讀訪問，如圖16所示。

圖16. 服務器側監控表

S7-1200 MODBUS TCP 客戶端側，給 MB_CLIENT 指令塊中 REQ 引腳一個上升沿，監控數據讀取成功。如圖17所示。

圖17. 客戶端側監控表

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總結

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