基于S7-300-400-CPU-PN口的ModbusTCP通訊WORD

1、主題：應用探討基于S7-300/400 CPU PN口的Modbus/TCP通訊 Modbus/TCP 是運行在TCP/IP上的Modbus 報文傳輸協(xié)議,通過此協(xié)議，控制器相互之間通過網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信,Modbus/TCP 協(xié)議已經(jīng)成為一通用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應用層的標準，在2004 年成為國家標準,因此得到了非常廣泛的應用,對于西門子而言,同樣有基于Modbus/TCP的通訊解決方案,包括PLC,HMI等,開設(shè)本話題主要召集大家討論針對S7-300/400 CPU集成PN口的Modbus/TCP通訊解決方案進行探討,主要在以下幾個方面進行交流: 1 軟件包中的安裝和使用 2

2、如何充分利用功能塊庫中的例子程序 3 CPU的集成PN口如何建立TCP連接,與CP又有何不同 4 不同的塊庫版本的區(qū)別5 PLC與多個設(shè)備進行通訊時如何優(yōu)化程序,PLC能夠與多少個設(shè)備進行通訊 6 地址映射,通訊診斷 7 如何利用Open Modbus/TCP Wizard來創(chuàng)建參數(shù)DB 與此相關(guān),在下載中心中推薦一篇入門文檔,作為S7-300/400 CPU集成PN口的Modbus/TCP入門文檔,希望能夠給大家?guī)椭?A0401 基于S7-300,400 CPU集成PN 接口 Modbus TCP通訊快速入門(更新版本V2.4) 另外西門子I&S集團也提供了基于S7-300/400 CPU集

3、成PN口的Modbus/TCP軟件包的Demo版下載,在Demo版本下通訊只能維持2小時,供大家測試之用,連接如下: 主題：回復:應用探討基于S7-300/400 CPU PN口的Modbus/TCP通訊 S7控制器通過CPU集成PN口和第三方設(shè)備間建立MODBUS/TCP通訊需要軟件包MODBUS TCP PN“2XV9 450”-1MB02（V2.4）,單授權(quán)（僅對一個CPU有效），支持功能碼1、2、3、4、5、6、15、16，對300和400集成口CPU都適用。 主題：回復:應用探討基于S7-300/400 CPU PN口的Modbus/TCP通訊 我想說一下不依靠軟件包的實現(xiàn)方式：Mo

4、dbusTCP，相對于TCP來說無非就是在應用層上加上了Modbus的功能碼。而ModbusTCP的報文規(guī)范和Modbus很像，而且沒有CRC校驗，而是采用TCP/IP校驗機制來驗證分組交換的準確性。1.調(diào)用FB63-FB66功能塊和第三方建立TCP連接。參考文檔用于S7-300/400系統(tǒng)和標準功能的系統(tǒng)軟件的第23章：通過工業(yè)以太網(wǎng)的開放式通訊2.根據(jù)報文規(guī)范編寫程序?？蛻舳说姆浅：唵?，服務(wù)端麻煩一些，對于工程上的應用，基本就是03,05,16的功能。附件中是中文版的ModbusTCP報文規(guī)范，有興趣的可以看一下：調(diào)用系統(tǒng)功能塊建立TCP連接需要為每個連接生成連接參數(shù)?？梢詤⒖技夹g(shù)支持資源

5、庫條目號為25209116的文章：下載 OPEN IE WIZARD向?qū)О惭b后運行。主要的設(shè)置項有：PLC作為客戶端還是服務(wù)器、PN口類型（315-2PN,317還是319，還是400系列）、IP地址，端口號等。設(shè)置完畢會在當前項目文件夾下生成UDT塊，這時便可以建立DB塊來引用了。關(guān)于問題3：CPU的集成PN口如何建立TCP連接,與CP又有何不同 ？1.CP卡通過NETPRO組態(tài)連接，通過SEND/RECEIVE接口通訊；而PN口CPU通過調(diào)用系統(tǒng)功能塊FB63-FB66來建立連接2.CP通過NETPRO建立的連接不需編程，連接信息保存在SDB內(nèi)，這是一種靜態(tài)的連接，通訊資源永久占用，而且下

6、載NETPRO配置信息需要停機，所以PLC運行時不能增加和減少連接；而PN口CPU通過OPEN IE建立的連接需要編程，可以通過程序建立和斷開連接，這是一種動態(tài)連接，通訊資源可以隨時釋放。 4 不同的塊庫版本的區(qū)別與V1版本相比，V2版本的功能塊庫可以用于S7-400H系統(tǒng)通過CP443-1或S7-300/400單站系統(tǒng)帶2個CP343/443-1的場合，創(chuàng)建的連接與通信鏈路與v1版本相同對于通訊鏈路的選擇與鏈路中斷自動切換功能，與V1版本相比，V2版本中功能塊庫包含兩種模式，由功能塊庫中的參數(shù)” use_ all_ conn”來決定與V1版本相比，V2版本功能塊庫同樣支持S7-400H系統(tǒng)或

7、S7-300/400單站系統(tǒng)作為服務(wù)器和客戶端兩種模式，值得注意的是，V2版本的功能塊對于服務(wù)器和客戶端模式是完全分開的，其中FB906”MB_CPSRV”和FB907” MB_REDSV”為服務(wù)器端功能塊，F(xiàn)B908”MB_CPCLI”和FB909” MB_REDCL”為客戶端功能塊，功能塊管腳參數(shù)也不盡相同，另外功能塊庫中Modbus功能碼的支持上也豐富了不少，支持功能碼FC1, 2, 3, 4, 5, 6, 15 and 16 1由于定貨號2XV9450-1MB02的程序中會占用CPU較大的裝載和工作存儲區(qū)，因此對于性能比較低特別是S7-300的低端CPU通訊時必須考慮一定的富余量。2、

8、對于SIMATIC S7這邊，參數(shù) DB_X的數(shù)據(jù)區(qū)必須使用不同的DB塊，使用同一個DB塊的不同地址會造成地址編排混亂，另外參數(shù)Start_x與END_x參數(shù)不能出現(xiàn)地址疊加情況。3、第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)區(qū)與SIMATIC S7的DB塊的地址對應關(guān)系可以先按照第三方的數(shù)據(jù)區(qū)域Modbus地址的偏移關(guān)系之后計算相應的偏移量。4、建議使用項目中的樣例程序，只需修改連接ID、定義通訊雙方的IP地址、端口號及相應的數(shù)據(jù)存儲區(qū)等，能減少編程量，只需把樣例程序放到到一個單獨的FC塊中即可，樣例程序定義了足夠的數(shù)據(jù)區(qū)，連接成功及錯誤次數(shù)指示等。5、Modbus TCP每一包的數(shù)據(jù)最多只能發(fā)送125個寄存器或20

9、00個比特位，超過范圍必須分包處理。6、S7-300/400作為Client、 能與多少個Server建立通訊或者作為Server時能與多少個Client通訊取決于產(chǎn)品所支持的TCP連接資源數(shù)，Modbus/TCP本身對此并沒有進行約束和限制。7、如果使用SIMATIC作為Modbus 服務(wù)器，那么一些CPU的可用端口號會受到限制。 為什么一包數(shù)據(jù)最多只能發(fā)送125個寄存器而不是126個呢？這是由Modbus TCP的協(xié)議規(guī)范所約束的,另外涉及到具體產(chǎn)品的話這個數(shù)字還會進一步縮小。按照ModbusTCP的報文規(guī)范，有一個字節(jié)代表返回字節(jié)的數(shù)量，一個字節(jié)最大255，又因為返回寄存器字節(jié)數(shù)都是偶數(shù)

10、，所以最大254，而報文的第六個字節(jié)是后續(xù)所有字節(jié)的數(shù)量，最大也為255，除去設(shè)備地址、功能碼、返回字節(jié)數(shù)3個字節(jié)，所以理論請求數(shù)量應該為（255-3）/2=126個，不知道報文規(guī)范為何限制為125個查到一點資料Modbus讀寄存器：請求 功能碼 1字節(jié) 0x03起始地址 2字節(jié) 0x0000到0xFFFF寄存器數(shù) 2字節(jié) 1到125（0x7D）應答 功能碼 1字節(jié) 0x03字節(jié)數(shù) 1字節(jié) 2 x N寄存器的值 N x 2字節(jié)（N為寄存器的數(shù)量）出錯 出錯碼 1字節(jié) 0x83例外碼 1字節(jié) 01或02或03或04軟件包 支持功能瑪CP： 2X8450-1MB00 3、4、16集成PN： 2X8

11、450-1MB02 1、2、3、4、5、6、16 1、由于MODBUS的內(nèi)部地址編排時基于數(shù)據(jù)鏈路層和應用層有一定的映射關(guān)系，因此MODBUS的地址與SIMATIC中的DB塊的地址按照一定的地址映射關(guān)系來相對應。2、DB塊中有一定的地址偏移量,需要根據(jù)通信伙伴設(shè)備的說明來定義，因為不同的設(shè)備其偏移量是不同的，例如如何用PN口CPU實現(xiàn)ModbusTCP客戶端的功能，請參考這個帖子，冬日大俠做過實驗的，很詳細也很簡單：Modbus PDU長度 Modbus最初在串行鏈路上的實現(xiàn)（最大RS485ADU=256字節(jié)）限制 了Modbus PDU的長度 因此，對串行鏈路通信來說，Modbus PDU=

12、256-服務(wù)器地址(1字節(jié))- CRC（2字節(jié)）253字節(jié) 從而： RS232 / RS485 ADU = 253字節(jié)+服務(wù)器地址(1字節(jié)) + CRC (2字節(jié))= 256字節(jié) TCP Modbus ADU = 253字節(jié)+ MBAP (7字節(jié)) = 260字節(jié)從而Modbus TCP PDU=253字節(jié)-功能碼(1字節(jié))-返回的字節(jié)數(shù)(1字節(jié))=251字 節(jié)故純寄存器數(shù)量=251/2(四舍五入)=125字節(jié)其實最主要的原因還是Modbus TCP的PDU是基于串口的RTU來實現(xiàn)的在實際的使用中，Modbus/TCP 使用的通訊資源端口號以下通信端口可用于 Modbus/TCP 協(xié)議：在 M

13、odbus 服務(wù)器中按缺省協(xié)議使用 502 通信端口，在 Modbus客戶機程序中設(shè)置任意通信端口，端口號從 2000 開始可以使用，一般建議2000以后開始使用。如果通信伙伴為服務(wù)器設(shè)置端口號提供選擇，那么通過除502 端口以外的端口都可以使用 Modbus/TCP 協(xié)議進行通訊。 如果使用 SIMATIC 作為 Modbus 服務(wù)器，那么一些 CPU 的可用端口號會受到限制。以下端口號可用于本地端口：CPU MLFB(訂貨號) 軟件版本 被釋放的通信端口 IM151-8 6ES7 151-8AB00-0AB0 一直到 V2.6 版本 2000 到5000 IM151-8 6ES7 151-8AB00-0AB0 從V2.7 版本開始 所有 CPU 315-2PN/DP 6ES7 315-2EG10-0AB0 一直到 V2.3.4版本 2000 到5000 and 6ES7 315-2EH13-0AB0 CPU 315-2PN/DP 6ES7 315-2EH14-0AB0 從 V3.1 版本開始 所有 CPU 317-2PN/DP 6ES7 317-2EK13-0AB0 一直到 V2.3 版本 2000 到5000 CPU 317-2PN/DP 6ES7 317-2EK14-0AB0 從 V3.1 版本開始 所有 CPU 319-3PN/DP 6ES