S7-1200 MODBUS TCP 通信多請求處理

單獨(dú)的客戶機(jī)連接需要遵循的規(guī)則：

1. 每個(gè)“MB_CLIENT”連接需要使用一個(gè)不同的背景數(shù)據(jù)塊；

2. 每個(gè)“MB_CLIENT”連接必須指定一個(gè)服務(wù)器 IP 地址；

3. 每個(gè)“MB_CLIENT”連接必須指定一個(gè)唯一的連接 ID；

4. 是否需要唯一的 IP 端口號(hào)取決于服務(wù)器組態(tài)；

連接 ID 和背景數(shù)據(jù)塊組合成對，對每個(gè)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：如果 TCP 連接充裕，可以建立多個(gè)不同的連接發(fā)送請求，即每個(gè)請求使用一個(gè)獨(dú)立的連接，調(diào)用獨(dú)立的“MB_CLIENT”功能塊，具體操作參考“Modbus TCP”部分，鏈接。

通過不同的連接發(fā)送多個(gè)請求，“MB_CLIENT”功能塊多次調(diào)用，但是需要使用不同的背景數(shù)據(jù)塊，不同的 ID 號(hào)和不同的端口號(hào)。

方法二：通過公共的連接發(fā)送多個(gè)請求

這個(gè)方法適合 CPU 訪問一個(gè) Modbus TCP 服務(wù)器，但是有多個(gè)作業(yè)的情況，例如有讀也有寫，或者讀多個(gè)區(qū)域等。

通過公共的連接發(fā)送多個(gè)請求，“MB_CLIENT”功能塊多次調(diào)用，但是需要使用相同的背景數(shù)據(jù)塊，連接 ID 號(hào)，IP 地址和端口號(hào)，根據(jù)需要修改模式、地址、長度、指針等。

在任意時(shí)間，只能有一個(gè) MB_CLIENT 請求處于激活狀態(tài)，在一個(gè)請求完成執(zhí)行后，下一個(gè)請求再開始執(zhí)行，輪循處理。

方法二特例：MODBUS TCP 客戶端訪問網(wǎng)關(guān)后的多個(gè) MODBUS RTU 從站

這個(gè)方法適合 CPU 通過 Modbus TCP 轉(zhuǎn) Modbus RTU 網(wǎng)關(guān)，訪問網(wǎng)關(guān)后多個(gè) Modbus RTU 從站數(shù)據(jù)。CPU 僅僅和網(wǎng)關(guān)建立一個(gè) Modbus TCP 連接，就可以訪問多個(gè)站的數(shù)據(jù)。

通過公共的連接發(fā)送多個(gè)請求，“MB_CLIENT”功能塊多次調(diào)用，但是需要使用相同的背景數(shù)據(jù)塊，連接 ID 號(hào)，IP 地址和端口號(hào)。參數(shù)“ MB_Unit_ID ” 使用不同的值，根據(jù)需要修改模式、地址、長度、指針等。

在任意時(shí)間，只能有一個(gè) MB_CLIENT 請求處于激活狀態(tài)，在一個(gè)請求完成執(zhí)行后，下一個(gè)請求再開始執(zhí)行，輪循處理。

方法二輪循處理的操作

一.軟硬件要求

MB_Client 指令的使用要求：軟件 V11 SP1 及以上版本，CPU 固件版本 V1.02 及以上版本。

二.測試條件

硬件：CPU 1214C(DC/DC/DC) V4.5 ，電腦（ModSim32 調(diào)試軟件）；

軟件：TIA PORTAL STEP 7 V17

實(shí)驗(yàn)：S7-1200 作 Modbus TCP 客戶機(jī)，用功能碼 3 對調(diào)試軟件先進(jìn)行讀取地址 40001 開始的 2 個(gè)字，然后用功能碼 16 對地址 40003 開始的 2 個(gè)字進(jìn)行寫入。

三.組態(tài)配置

1. S7-1200 的 IP 地址192.168.1.42，如圖 1 所示。

圖 1. IP 地址設(shè)置

2. ModSim32 調(diào)試軟件設(shè)置

服務(wù)器采用 ModSim32 軟件測試，首先將測試電腦的 IP 地址設(shè)置成192.168.1.201，如圖 2 所示。

圖 2. 電腦的 IP 地址

打開 ModSim32 軟件，然后通過 “File”>"New"，新建設(shè)置 03 地址區(qū)、起始地址 40001、長度 4、設(shè)備 ID 255 等，如圖 3 所示。

圖 3. ModSim32 調(diào)試軟件的從站設(shè)置

在“Connection”中選擇“Modbus/TCP Svr”，設(shè)置本地服務(wù)器端口號(hào)為 502，如圖 4 所示。

圖 4. 連接設(shè)置

四.編程

1. 新建 FB

如圖 5 所示，新建 FB，命名為 Comm，在靜態(tài)變量中增加參數(shù)。

圖 5. 設(shè)置 FB 參數(shù)

參數(shù)含義參見表 1：

表 1. FB 接口參數(shù)含義

2. 編寫輪循功能

如圖 6 所示，例子中使用 SCL 的 CASE OF 方式編寫輪詢程序，SCL 的 CASE OF 指令編寫順控可以參考鏈接：文檔。

思路如下：

步驟 0：等待連接建立，當(dāng)連接建立則跳轉(zhuǎn)到步驟 1。

步驟 1：設(shè)置讀取參數(shù)，觸發(fā)讀取，當(dāng)讀取正常后，將讀取到的數(shù)據(jù)存入指定數(shù)據(jù)區(qū)，然后跳轉(zhuǎn)到步驟 2，如果故障則跳轉(zhuǎn)到步驟 100。

步驟 2：設(shè)置寫入?yún)?shù)，將待寫入數(shù)據(jù)送入指定區(qū)域，觸發(fā)寫入，當(dāng)寫入正常后，跳轉(zhuǎn)到步驟 1，如果故障則跳轉(zhuǎn)到步驟 100。

步驟 100：當(dāng)故障消失，則跳轉(zhuǎn)到步驟 0。

如果有更多的讀寫需要，可以建立更多的步驟。

以下程序的源文件壓縮包鏈接：源文件。將壓縮包下載解壓縮后，得到文件“Comm.scl”，然后在 TIA Portal 項(xiàng)目中導(dǎo)入即可使用，導(dǎo)入源文件方式參見鏈接：文檔。

以下例程僅供參考。讀者如欲采納，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。

圖 6. 例子程序

3. 在主程序中調(diào)用該 FB，如圖 7 所示。

圖 7. 調(diào)用程序

五.通訊測試

對 FB 背景數(shù)據(jù)塊與 Modsim32 軟件進(jìn)行監(jiān)視，如圖 8 所示。

圖 8. 測試結(jié)果

注意：

如果需要更多的讀寫任務(wù)可以按照例子自行添加。

ModSim32 是做 Modbus RTU 從站以及 Modbus TCP 服務(wù)器的測試軟件，是第三方軟件，可以從網(wǎng)絡(luò)上下載。

方法二特例輪循處理的操作

一.軟硬件要求

MB_Client 指令的使用要求：軟件 V11 SP1 及以上版本，CPU 固件版本 V1.02 及以上版本。

二.測試條件

硬件：CPU 1214C(DC/DC/DC) V4.5 ，電腦（ModSim32 調(diào)試軟件）；

軟件：TIA PORTAL STEP 7 V17

實(shí)驗(yàn)：S7-1200 作 Modbus TCP 客戶機(jī)，用功能碼 3 對調(diào)試軟件先后進(jìn)行讀取 ID 為 1 的 40001 開始的 2 個(gè)字以及 ID 為 2 的 40003 開始的 2 個(gè)字。

該實(shí)驗(yàn)仿真讀取 Modbus TCP 轉(zhuǎn) Modbus RTU 網(wǎng)關(guān)后的多個(gè) Modbus RTU 從站數(shù)據(jù)的功能。

三.組態(tài)配置

1. CPU 硬件組態(tài)參考圖 1 的設(shè)置。

2. 電腦 IP 地址設(shè)置參考圖 2 的設(shè)置。

3. ModSim32通過 “File”>"New"，新建 2 個(gè)文件，設(shè)置 03 地址區(qū)、起始地址 40001、長度 2、設(shè)備 ID 分別是 1 和 2，如圖 9 所示。然后參考圖 4 進(jìn)行連接設(shè)置。

圖 9. ModSim32 的設(shè)置

四.編程

1. 新建 FB

如圖 10 所示，新建 FB，命名為 CommUnitId，在靜態(tài)變量中增加參數(shù)。

圖 10. 設(shè)置 FB 參數(shù)

參數(shù)含義參見表 2：

表 2. FB 接口參數(shù)含義

2. 編寫輪循功能

如圖 11 所示，例子中使用 SCL 的 CASE OF 方式編寫輪詢程序，SCL 的 CASE OF 指令編寫順控可以參考鏈接：文檔。

思路如下：

步驟 0：等待連接建立，當(dāng)連接建立則跳轉(zhuǎn)到步驟 1。

步驟 1：設(shè)置讀取參數(shù)，設(shè)置 MB_Unit_ID = 1，觸發(fā)讀取，當(dāng)讀取正常后，將讀取到的數(shù)據(jù)存入指定數(shù)據(jù)區(qū)，然后跳轉(zhuǎn)到步驟 2，如果故障同樣跳轉(zhuǎn)到步驟 2，如果連接中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟 0。

步驟 2：設(shè)置讀取參數(shù)，設(shè)置 MB_Unit_ID = 2，觸發(fā)讀取，當(dāng)讀取正常后，將讀取到的數(shù)據(jù)存入指定數(shù)據(jù)區(qū)，然后跳轉(zhuǎn)到步驟 1，如果故障同樣跳轉(zhuǎn)到步驟 1，如果連接中斷則跳轉(zhuǎn)到步驟 0。

如果有更多的讀寫需要，可以建立更多的步驟。

以下程序的源文件壓縮包鏈接：源文件。將壓縮包下載解壓縮后，得到文件“CommUnitId.scl”，然后在 TIA Portal 項(xiàng)目中導(dǎo)入即可使用，導(dǎo)入源文件方式參見鏈接：文檔。

以下例程僅供參考。讀者如欲采納，風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。

圖 11. 例子程序

3. 在主程序中調(diào)用該 FB，如圖 12 所示。

圖 12. 調(diào)用程序

五.通訊測試

通訊結(jié)果如圖 13 所示。

圖 13. 測試結(jié)果

審核編輯 ：李倩