S7-1200 CPU集成PN口的ModbusTCP通信快速入门 - 工控编程吧

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1 Modbus TCP通讯概述

1.1 通讯所使用的以太网参考模型

1.2 Modbus TCP数据帧

1.3 Modbus TCP使用的通讯资源端口号

1.4 Modbus TCP使用的功能代码

1.5 Modbus TCP通讯应用举例

2 SIMATIC S7-1200 Modbus TCP通讯概述

3 配置 S7-1200 CPU作为Modbus TCP Server与通信伙伴建立通讯

4 配置 S7-1200 CPU作为Modbus TCP Client 与通信伙伴建立通讯

5 本文说明

1 Modbus TCP通讯概述

MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的 MODBUS

系列通讯协议的派生产品,显而易见,它覆盖了使用 TCP/IP协议的“Intranet”和

“Internet”环境中 MODBUS报文的用途。协议的最通用用途是为诸如 PLC’s，

I/O模块，以及连接其它简单域总线或 I/O模块的网关服务的。

1.1 通讯所使用的以太网参考模型

Modbus TCP传输过程中使用了 TCP/IP以太网参考模型的 5层：

第一层：物理层，ᨀ供设备物理接口，与市售介质/网络适配器相兼容

第二层：数据链路层，格式化信号到源/目硬件址数据帧

第三层：网络层，实现带有 32位 IP址 IP报文包

第四层：传输层，实现可靠性连接、传输、查错、重发、端口服务、传输调度

第五层：应用层，Modbus协议报文

1.2 Modbus TCP数据帧

Modbus数据在 TCP/IP以太网上传输，支持 Ethernet II和 802.3两种帧格式，

Modbus TCP数据帧包含报文头、功能代码和数据 3部分，MBAP报文头

(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus应用协议)分4个域，共 7个字

节。

1.3 Modbus TCP使用的通讯资源端口号

在 Moodbus服务器中按缺省协议使用 Port 502 通信端口,在 Modus客户器程序

中设置任意通信端口，为避免与其他通讯协议的冲突一般建议 2000开始可以使

用。

1.4 Modbus TCP使用的功能代码

按照使用的通途区分,共有 3种类型分别为：

1) 公共功能代码：已定义好功能码，保证其唯一性，由 Modbus.org认可；

2) 用户自定义功能代码有两组，分别为 65～72和 100～110，无需认可，但不

保证代码使用唯一性,如变为公共代码，需交 RFC认可；3) 保留功能代码，由某些公司使用某些传统设备代码，不可作为公共用途。

按照应用深浅，可分为 3个类别：

1) 类别 0,客户机/服务器最小可用子集：读多个保持寄存器(fc.3)；写多个保持寄

存器(fc.16)。

2) 类别 1，可实现基本互易操作常用代码：读线圈(fc.1)；读开关量输入(fc.2)；

读输入寄存器(fc.4)；写线圈(fc.5)；写单一寄存器(fc.6)。

3) 类别 2，用于人机界面、监控系统例行操作和数据传送功能：强制多个线圈

(fc.15)；读通用寄存器(fc.20)；写通用寄存器(fc.21)；屏蔽写寄存器(fc.22)；读

写寄存器(fc.23)。

1.5 Modbus TCP通讯应用举例

在读寄存器的过程中,以 Modbus TCP请求报文为例,具体的数据传输过程如下：

1) Modbus TCP客户端实况，用 Connect()命令建立目标设备 TCP 502端口连

接数据通信过程；

2) 准备 Modbus报文，包括 7个字节 MBAP内请求；

3) 使用 send()命令发送；

4) 同一连接等待应答；

5) 同 recv()读报文，完成一次数据交换过程；

6) 当通信任务结束时，关闭 TCP连接，使服务器可以为其他服务。

SIMATIC S7-1200 Modbus TCP通讯概

S7-1200 CPU 从 Firmware V1.0.2开始，软件 STEP7 V11 SP1版本

直接调用 Modbus TCP的库指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用

Modbus TCP通信功能，如下图 2-1所示：

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