1 案例概述

本文案例以某擴展模塊（下文簡稱模塊）為例，介紹西門子PLC如何通過博圖軟件進行Modbus TCP通通信。模塊是一個第三方擴展IO模塊。

該模塊的參數為：

IP：192.168.0.105

Port：10001

模式：服務器

2 Modbus TCP編程案例詳解

欲知Modbus詳細信息，請訪問官網：http://www.modbus.org/

2.1 Modbus TCP簡介

S7-1200 CPU本體集成PROFINET通信口，支持以太網和基于TCP/IP和UDP的通信協議。

表2.1- 1 S7-1200 CPU硬件V4.4的連接資源

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2.2 ModbusTCP庫指令

S7-1200的Modbus TCP通過集成的PN口進行TCP/IP通信，無需增加通信模塊。Modbus TCP使用開放式用戶通信連接，從上圖可以看出，其支持的混合客戶機和服務器連接數最大為8個。

直接調用博圖軟件中的Modbus TCP的庫指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”實現 Modbus TCP通信功能，博圖庫指令中有多個版本的Modbus指令，具體指令信息可參閱博圖軟件幫助文檔，本文不做詳細介紹。

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2.3 ModbusTCP客戶端指令編程

“MB_CLIENT”指令作為 Modbus TCP 客戶端通過 PROFINET 連接進行通信。通過“MB_CLIENT”指令，可以在客戶端和服務器之間建立連接、發送 Modbus 請求、接收響應并控制 Modbus TCP 客戶端的連接終端。

2.3.1 調用通信指令MB_CLIENT

進入“程序塊”>“MAIN[OB1]”主程序中，調用MB_CLIENT指令。

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表2.3-1 功能塊參數意義表（參閱博圖軟件幫助文檔）

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2.3.2 訪問數據塊的創建

通過“程序塊”>“添加新快”，選擇“DB”塊，新建一個DB塊。

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塊屬性中，取消勾選“優化的塊訪問”。

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塊中添加一個長度20元素類型WORD的數組arrData。

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2.3.3 功能碼和MB_MODE、MB_DATA_ADDR的對應關系

參數 MB_MODE、MB_DATA_ADDR 和 DATA_LEN 的組合定義了 MB_MODE 值為 0、1 和 2 時，當前 Modbus 消息中所用的 Modbus 功能代碼。

表2.3-2 功能代碼

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使用功能碼FC04讀取模塊的AI1模擬輸入通道的兩個字，起始地址30001，接收數據存放于DB3.DBX0.0開始的區域，參數設置為：MB_MODE=0，MB_DATA_ADDR=30001，MB_DATA_LEN=2，最終的數據對應關系為：30001->DB3.DBW0，30002->DB3.DBW2。

2.3.4 通訊結果

置位M5.0和M0.0，觸發讀取請求。

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請求成功后，可從arrData[0]和arrData[1]中查看相應數據。

MB_CLIENT參數STATUS錯誤代碼請參閱博圖幫助文檔。

2.4 Modbus TCP常問問題

2.4.1 MB_CLIENT背景數據塊中的"MB_Unit_ID"是什么？

Slave ID是模塊的站地址（或叫從站地址），和客戶端中“MB_CLIENT”中的“CONNECT_ID”不是一個概念。Slave ID與客戶端“MB_CLIENT”的背景數據塊中的STAT變量“MB_UNIT_ID”需要一致，在博圖中該地址默認為16#00FF，實際使用時可以與模塊的站號保持一致，本例為1。當S7-1200連接多個模塊時，該值可以按序編號，也可以全部使用 1，因為Modbus TCP仍能根據IP和Port發送數據。

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2.4.2 如何處理多個Modbus TCP請求?

單獨的客戶機連接需要遵循的規則：

每個“MB_CLIENT”連接需要使用一個不同的背景數據塊。
每個“MB_CLIENT”連接必須指定一個服務器IP地址。
每個“MB_CLIENT”連接必須指定一個唯一的連接ID。
是否需要唯一的IP端口號取決于服務器組態。

連接ID和背景數據塊組合成對，對每個連接來說，組合對都是唯一的。對于多請求處理，有兩種方法：

方法一：若TCP連接資源足夠，可建立多個不同的獨立連接請求，調用獨立的“MB_CLIENT”功能塊，具體操作參考上述“Modbus TCP獨立連接案例”部分。通過不同的連接發送不同請求，多次調用“MB_CLIENT”功能塊，使用不同的背景數據塊、不同的ID以及不同的Port。

方法二：使用同一連接發送多個請求，多次調用“MB_CLIENT”功能塊，使用相同的背景數據塊、連接ID、IP地址以及Port。任意時刻，僅允許存在一個MB_CLIENT請求處于激活狀態。當一請求完成后，執行下一請求，輪循處理。

本文以方法二為例，展示S7-1200如何通過輪詢獲取模塊即服務器的內部寄存器的數據。

（1）設置PLC的IP地址為192.168.0.218，將系統存儲器字節設置為MB1。

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（2）新建數據塊，訪問指向模塊即服務器的IP地址和端口號。

新建DB，添加類型TCON_IP_V4的變量，此變量用于通信配置，設置InterfaceId、ID、ActiveEstablished、RemoteAddress、RemotePort等參數。此處使用的指令比前文單連接請求中使用的指令版本更高，所以指令引腳略有不同。筆者建議使用高版本指令，因為高版本更加可靠，功能也更加豐富。

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