力控與MCGS以太網(wǎng)通訊方法

1、工控機(jī)力控與MCGS以太網(wǎng)通訊方法一、MODBUS/TCP通訊協(xié)議介紹MODBUS/TCP是簡單的、中立廠商的用于管理和控制自動化設(shè)備的 MODBUS系列通訊協(xié)議的派生產(chǎn)品,顯而易見,它覆蓋了使用TCP/IP協(xié)議的“Intranet”和“Internet”環(huán)境中MODBUS報(bào)文的用途。協(xié)議的最通用用途是為諸如 PLCs，I/O模塊，以及連接其它簡單域 總線或 I/O模塊的網(wǎng)關(guān)服務(wù)的. MODBUS/TCP 使 MODBUS_RTU協(xié)議運(yùn)行于以太網(wǎng)，MODBUS TCP使用 TCP/IP和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送 MODBUS報(bào)文，MODBUS TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以

2、MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP通信報(bào)文被封裝于以太網(wǎng) TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，MODBUS TCP插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS報(bào)文到 TCP報(bào)文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)和地址。1.1通訊所使用的以太網(wǎng)參考模型 Modbus TCP傳輸過程中使用了 TCP/IP以太網(wǎng)參考模型的 5層： 第一層：物理層，提供設(shè)備物理接口，與市售介質(zhì)/網(wǎng)絡(luò)適配器相兼容 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層，格式化信號到源/目硬件址數(shù)據(jù)幀 第三層：網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)帶有 32位 IP址 IP報(bào)文包 第四層：傳輸層，實(shí)現(xiàn)可靠性連接、傳輸、查錯、重發(fā)、端口服務(wù)、傳輸調(diào)度 第五層：應(yīng)用層，Modbus協(xié)

3、議報(bào)文. 1.2 Modbus TCP數(shù)據(jù)幀 Modbus數(shù)據(jù)在 TCP/IP以太網(wǎng)上傳輸，支持 Ethernet II和 802.3兩種幀格式,Modbus TCP 數(shù)據(jù)幀包含報(bào)文頭、功能代碼和數(shù)據(jù) 3部分,MBAP報(bào)文頭(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus應(yīng)用協(xié)議)分 4個(gè)域，共 7個(gè)字節(jié)，如下圖所示: 圖 ： MODBUS TCP報(bào)文由于使用以太網(wǎng) TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層的校驗(yàn)機(jī)制而保證了數(shù)據(jù)的完整性，MODBUS TCP 報(bào)文中不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)”CHECKSUM”，原有報(bào)文中的“ADDRESS”也被“UNIT ID”替代而加在 MODBUS應(yīng)

4、用協(xié)議報(bào)文頭中 1.3 Modbus TCP使用的通訊資源端口號 在 Moodbus服務(wù)器中按缺省協(xié)議使用 Port 502 通信端口,在Modus客戶器程序中設(shè)置任意通信端口，為避免與其他通訊協(xié)議的沖突一般建議 2000開始可以使用. 1.4 Modbus TCP使用的功能代碼 按照使用的通途區(qū)分,共有 3種類型分別為： 1) 公共功能代碼：已定義好功能碼，保證其唯一性，由 M認(rèn)可； 2) 用戶自定義功能代碼有兩組，分別為 6572和 100110，無需認(rèn)可，但不保證代碼使用唯一性,如變?yōu)楣泊a，需交 RFC認(rèn)可； 3) 保留功能代碼，由某些公司使用某些傳統(tǒng)設(shè)備代碼，不可

5、作為公共用途。 按照應(yīng)用深淺，可分為 3個(gè)類別 1) 類別 0,客戶機(jī)/服務(wù)器最小可用子集：讀多個(gè)保持寄存器(fc.3)；寫多個(gè)保持寄存器(fc.16)。 2) 類別 1，可實(shí)現(xiàn)基本互易操作常用代碼：讀線圈(fc.1)；讀開關(guān)量輸入(fc.2)；讀輸入寄存器(fc.4)；寫線圈(fc.5)；寫單一寄存器(fc.6)。 3) 類別 2，用于人機(jī)界面、監(jiān)控系統(tǒng)例行操作和數(shù)據(jù)傳送功能：強(qiáng)制多個(gè)線圈(fc.15)；讀 通用寄存器(fc.20)；寫通用寄存器(fc.21)；屏蔽寫寄存器(fc.22)；讀寫寄存器(fc.23) 1.5 Modbus TCP通訊應(yīng)用舉例 在讀寄存器的過程中,以Modbus

6、TCP請求報(bào)文為例,具體的數(shù)據(jù)傳輸過程如下: 1) Modbus TCP客戶端實(shí)況，用 Connect()命令建立目標(biāo)設(shè)備 TCP 502端口連接數(shù)據(jù)通信過程 2) 準(zhǔn)備 Modbus報(bào)文，包括 7個(gè)字節(jié) MBAP內(nèi)請求； 3) 使用send()命令發(fā)送； 4) 同一連接等待應(yīng)答； 5) 同 recv()讀報(bào)文，完成一次數(shù)據(jù)交換過程 6) 當(dāng)通信任務(wù)結(jié)束時(shí)，關(guān)閉 TCP連接，使服務(wù)器可以為其他服務(wù)（以上轉(zhuǎn)自二、MCGS介紹打開MCGS，在MCGS里雙擊打開設(shè)備窗口；右鍵菜單，打開設(shè)備工具箱；點(diǎn)擊設(shè)備管理雙擊通用TCP/IP父設(shè)備，添加到右側(cè)欄中；然后雙擊MODBUSTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，添加

7、到右側(cè)欄中；然后點(diǎn)擊確定，回到設(shè)備窗口；雙擊添加通用TCP/IP父設(shè)備在通用TCP/IP父設(shè)備下添加MODBUSTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備雙擊通用TCP/IP父設(shè)備進(jìn)行設(shè)置網(wǎng)絡(luò)類型選TCP，服務(wù)器/客戶設(shè)置 選服務(wù)器，本地IP即觸屏的IP，本地端口號不小于3000，遠(yuǎn)程IP即工控機(jī)IP。本地IP和遠(yuǎn)程IP必須在同一網(wǎng)關(guān)內(nèi)。觸屏開機(jī)時(shí)用指甲按住屏幕，進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置，點(diǎn)擊系統(tǒng)維護(hù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)IP地址，填寫IP地址，此IP應(yīng)與通用TCPIP父設(shè)備的本地IP一致。在子設(shè)備ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中，打開設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性;彈出ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通道屬性設(shè)置窗口；在彈出的窗口內(nèi)，點(diǎn)擊增

8、加通道；轉(zhuǎn)發(fā)開關(guān)量時(shí)，設(shè)備寄存器類型選1區(qū)輸入繼電器時(shí)，工控機(jī)只能讀，選0區(qū)輸出繼電器時(shí)，工控機(jī)工控機(jī)可以讀寫；設(shè)備開始地址和連續(xù)通道的個(gè)數(shù)根據(jù)需求設(shè)置；點(diǎn)擊確認(rèn)，回到ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通道屬性設(shè)置窗口，點(diǎn)擊確認(rèn)；轉(zhuǎn)發(fā)模擬量時(shí)，方法和與以上基本相同，但設(shè)備寄存器類型選4區(qū)輸出寄存器，可設(shè)為讀寫，其他設(shè)置按需選??；建立完成；雙擊建立的變量，打開變量選擇窗口；在窗口中選擇要轉(zhuǎn)發(fā)的變量，點(diǎn)擊確認(rèn)；創(chuàng)建完成，點(diǎn)擊確認(rèn)，然后保存。三、工控機(jī)設(shè)置打開工控機(jī)的本地連接屬性Internet協(xié)議（TCP/IP）中設(shè)置，工控機(jī)有兩個(gè)網(wǎng)口，對應(yīng)兩個(gè)網(wǎng)卡的本地連接，需對應(yīng)正確。打開網(wǎng)絡(luò)鄰居，點(diǎn)擊查看網(wǎng)

9、絡(luò)連接；雙擊打開本地連接；單擊屬性；在常規(guī)-此連接使用下列項(xiàng)目中找到Internet協(xié)議（TCP/IP），雙擊打開；在彈出的窗口中選擇使用下面的IP地址；在IP地址輸入框內(nèi)寫入IP地址，并與MCGS的通用TCP/IP父設(shè)備的遠(yuǎn)程IP地址一致；點(diǎn)擊確定。注意工控機(jī)有兩個(gè)網(wǎng)卡，對應(yīng)兩個(gè)網(wǎng)口，設(shè)置的時(shí)候需對應(yīng)正確。四、力控設(shè)置打開力控工程管理器新建一個(gè)工程，選中之后點(diǎn)擊開發(fā)；雙擊IO設(shè)備組態(tài)，打開IOManger窗口；找到MODBUS-標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-MODBUS(TCP)，雙擊打開；設(shè)備名稱酌情填寫，通訊方式選TCP/IP方式；單擊下一步，設(shè)備IP地址與與MCGS的通用TCP/IP父設(shè)備的本地IP地址一致；點(diǎn)擊下一步，完成，關(guān)閉IOManger窗口；雙擊數(shù)據(jù)庫組態(tài)，打開DbManger窗口；在數(shù)據(jù)庫位置右鍵新建，這里先連接開關(guān)量讀?。贿x擇數(shù)字I/O點(diǎn)，繼續(xù)；在彈出的窗口中，點(diǎn)名酌情填寫；點(diǎn)擊數(shù)據(jù)連接，在左側(cè)的框內(nèi)選中PV，然后在連接項(xiàng)處點(diǎn)擊添加；內(nèi)存區(qū)選02號功能碼（DI離散輸入量）時(shí)，對應(yīng)MCGS的1區(qū)輸入繼電器，只能讀；選01和05號功能碼（DO離散輸出量）時(shí)，對應(yīng)M