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建湖县西门子6ES7972-0BA70-0XA0
来自：上海斌勤电气技术有限公司
88人民币
发布时间：2018-6-26
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建湖县西门子6ES7972-0BA70-0XA0
SIEMENS（西门子）
希殿电气技术上海有限公司
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S7-1200集成PN接口MODBUS TCP通信概述
Modbus TCP是标准的网络通信协议，通过CPU上PN接口进行TCP/IP通信，不需要额外的通信硬件模块，Modbus TCP使用开放式用户通信连接作为Modbus通信路径，所支持的混合客户机和服务器连接数最大为CPU所允许的最大开放式用户通信连接数8个。
软件 STEP7 V11 SP1版本开始，S7-1200CPU 从Firmware V1.0.2开始，不再需要安装Modbus TCP的库文件，可以直接调用Modbus TCP的库指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用实现Modbus TCP通信功能，如图1.所示。
图1. Modbus TCP的库指令
S7-1200 做Modbus Tcp Client（客户端）
MB_CLIENT 进行客户机和服务器TCP连接、发送命令消息、接收响应以及控制服务器的断开。
1.调用MB_CLIENT通信指令，进入 “Program blocks” > “OB1” 主程序中，调用MODBUS TCP客户机指令，如图2.所示。
图2. MB_CLIENT通信指令
功能块参数意义如下表1.：
| 管脚 | 说明 |
| REQ | 使能： False-无Modbus通讯请求，True-请求与服务器通讯，Done完成位来后才可以执行下次请求，建议采用上升沿触发请求； |
| DISCONNECT | 控制与服务器建立和终止连接：0-建立与指定IP地址和端口号的通讯连接，默认为0；1-断开通讯连接，在终止连接的过程中，不执行任何其他功能； |
| CONNECT_ID | 连接的ID号：每个连接只有一个唯一的ID号； |
| IP_OCTET_1~4 | 服务器的IP地址： 如图2.中通讯对方的IP地址是192.168.0.210； |
| IP_PORT | 服务器上使用TCP/IP协议与客户端建立通讯的IP端口号，默认值：502； |
| MB_MODE | 选择请求模式（读取、写入或诊断），具体对照参照表1.； |
| MB_DATA_ADDR | 访问数据的起始地址； |
| MB_DATA_LEN | 数据长度：数据访问的位数或字数； |
| MB_DATA_PRT | 指向Modbus数据寄存器的指针：用于缓存从Modbus服务器接收的数据或将发送到Modbus服务器数据的缓冲区，可以是DB块或M区，如果是DB块则需要定义为“标准与S7- 300/400兼容”的类型，见下图3； |
| DONE | 完成位：作业完成，无错误，该位置1； |
| BUSY | 作业状态位：0-当前没有正在处理的“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 | 错误代码； |
表1. 功能块参数意义
2.MB_DATA_PTR数据块的新建
通过“Program blocks”>“Add new block”，选择“Data block”创建 DB 块，选择“标准与S7- 300/400兼容” ，点击“OK”键，定义数据区为100个字的数组，如图3.所示。
图3. 创建MB_DATA_PTR数据块
3. MB_MODE、MB_DATA_ADDR和功能码的关系
MB_CLIENT指令中，MB_MODE、MB_DATA_ADDR和MB_DATA_LEN三个参数组合定义了当前Modbus消息中所用的功能代码，如表2.。
| Modbus 功能 | MB_MODE | MB_DATA_ADDR | 操作和数据类型 | 数据长度 |
| FC01 | 0 | 00001~09999 | 读取输出位 每个请求1~2000个位 | 1~2000 |
| FC02 | 0 | 10001~19999 | 读取输入位 每个请求1~2000个位 | 1~2000 |
| FC03 | 0 | 40001~49999 或 400001~465535 | 读取保持寄存器 每个请求1~125个字 | 1~125 |
| FC04 | 0 | 30001~39999 | 读取输入字 每个请求1~125个字 | 1~125 |
| FC05 | 1 | 00001~09999 | 写一个输出位 每个请求1个位 | 1 |
| FC06 | 1 | 40001~49999 或 400001~465535 | 写一个保持寄存器 每个请求1个字 | 1 |
| FC15 | 1 | 00001~09999 | 写多个输出位 每个请求2~1968个位 | 2~1968 |
| FC16 | 1 | 40001~49999 或 400001~465535 | 写多个保持寄存器 每个请求2~123个字 | 2~123 |
| FC15 | 2 | 00001~09999 | 写一个或多个输出位 每个请求1~1968个位 | 1~1968 |
| FC16 | 2 | 40001~49999 或 400001~465535 | 写一个或多个保持寄存器 每个请求1~123个字 | 1~123 |
| FC11 | 11 | 读取服务器通信状态字和事件计数器：状态字反映处理状态（0-未处理；0XFFFF-处理中）；每次成功发送一条消息后，事件计数器都将递增。执行功能时，MB_CLIENT指令的MB_DATA_ADDR和MB_DATA_LEN参数都将被忽略。 | 0 | |
| FC08 | 80 | 通过数据诊断代码0X0000检查服务器状态 每次请求1个字 | 1 | |
| FC08 | 81 | 通过数据诊断代码0X000A重新设置服务器事件计数器 每次请求1个字 | 1 | |
| 3~10、12~79、82~255 | 保留 |
表2. MB_MODE、MB_DATA_ADDR和功能码的关系
如上例中S7-1200作客户机，用FC03功能码读取服务器的两个字，起始从Modbus地址40001开始，接收的数据存放在缓冲区DB3.DBX0.0开始区域，设置如上：MB_MODE=0，MB_DATA_ADDR=40001，MB_DATA_LEN=2，对应关系为：40001->DB3.DBW0 ，40002->DB3.DBW2。
4.服务器端Modbus Slave 软件设置
注意：服务器采用Modbus Slave软件测试，该软件是第三方软件，可以从 internet 网络上下载。
首先将测试电脑的IP地址设置成192.168.0.210，如图4.所示，打开Modbus Slave 软件，在Modbus Slave的“Set up->Slave Definition”中设置功能码、起始地址、长度等，如图5.所示。
图4. 电脑的IP地址设置
图5. 服务器端Modbus Slave软件设置
创建Modbus TCP/IP连接，在“Connection->connect...”中打开连接属性对话框，选择“Modbus TCP/IP” ，TCP/IP Server Port本地服务器端口为502，并可以勾选“Ignore Unit ID”选项，如图6.所示。
图6. 连接属性
注意：图5.中的Slave ID 是服务器的站地址，和客户机中“MB_CLIENT” 中的“CONNECT_ID” 不是一个概念，实际上与客户机中“MB_CLIENT”的背景数据块中的STAT变量“MB_UNIT_ID”需要一致，在1200中该地址默认为16#00FF，如图7 所示，可以在变量表中修改与实际服务器站地址一致。如果在图6中勾选“Ignore Unit ID”,则不需要考虑一致情况，如果不勾选，则需要修改一致。
图7. 客户机中“MB_CLIENT”的背景数据块中的STAT变量“MB_UNIT_ID”
5.通讯测试
S7-1200作客户机，用FC03功能码读取服务器的两个字，设置客户机和服务器的功能、起始地址、端口等参数相对应，具体设置如上，设置M5.0和M0.0为1，触发请求，如图8.所示。
图8. S7-1200作客户机，用FC03功能码读取服务器的两个字
通讯结果如图9.所示，从服务器读到数据20，30到客户机的DB3.DBW0和DB3.DBW2区域。
图9. 通讯结果
6.MB_CLIENT 参数 STATUS 错误代码查询参考下面两个列表3.和表4.。
| STATUS(W#16#) | 响应Modbus客户机的代码（B#16#） | 错误说明 |
| 8381 | 01 | 不支持功能代码 |
| 8382 | 03 | 数据长度错误 |
| 8383 | 02 | 数据地址错误或访问的数据超出MB_DATA_PRT的地址区 |
| 8384 | 03 | 数据值错误 |
| 8385 | 03 | 不支持诊断错误代码（功能代码08） |
表3. 协议错误代码
| STATUS(W#16#) | 错误说明 |
| 7001 | MB_CLIENT 正在等待Modbus服务器响应指定TCP端口处的连接或断开连接请求，仅在第一次执行连接或断开操作时才报告此代码 |
| 7002 | MB_CLIENT 正在等待Modbus服务器响应指定TCP端口处的连接或断开连接请求，等待连接或断开操作完成时，将针对任何后续执行报告此代码 |
| 7003 | 断开操作已成功完成（仅在一个PLC扫描周期内有效） |
| 80C8 | 服务器在指定的时间内无响应，请检查与Modbus服务器设备的连接，尝试过任何组态的重试操作后，才报告此错误 |
| 8188 | 参数MB_MODE的值无效 |
| 8189 | 参数MB_DATA_ADDR的值无效 |
| 818A | 参数MB_DATA_LEN的长度无效 |
| 818B | 参数MB_DATA_PTR中的指针无效 |
| 818C | 参数MB_DATA_PTR指向优化的区域，必须为“标准与S7- 300/400兼容”的DB或M区 |
| 8200 | 端口正在处理另一个Modbus请求 |
| 8380 | 接收到的Modbus桢有缺陷或接收到的字节太少 |
| 8387 | 指定的连接ID与用于先前请求的ID不同，只能有一个单个连接ID与每个MB_CLIENT背景数据块配合使用 |
| 8388 | Modbus服务器返回一些和请求内容不同的数据，这只适合Modbus功能15或16 |
表4. 参数错误代码
除了上面列出的MB_CLIENT错误外，也可以从底层传输通信指令（TCON、TDISCON、TSEND和TRCV）返回错误，参考相应指令的错误代码。
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