SIMATIC S7-1500 Modbus TCP通訊概述

S7-1500 PLC需要通過TIA Portal博途軟件進行組態配置，從TIA Portal V12SP1開始軟件中增加了S7-1500的Modbus TCP塊庫，用于S7-1500與支持Modbus TCP的通信伙伴進行通信，如下圖2-1所示：

配置 S7-1500 CPU作為Modbus TCP Server與通信伙伴建立通訊

打開TIA Portal V13軟件，新建一個項目，本例中命名為“S7_1500ModbusTCP_Final_V13”，在項目中添加CPU1516-3PN/DP，為集成的PROFINET接口新建一個子網并設置IP 地址，本例中為“192.168.1.30”，如圖3-1所示：

在CPU1516-3PN/DP的OB1組織塊中添加Modbus TCP Server功能塊“MB_SERVER”，軟件將提示會為該FB塊增加一個背景數據塊，本例中為DB2“MB_SERVER_DB”，如圖3-2所示：

之后在CPU1516-3PN/DP中添加一個全局數據塊用于匹配功能塊“MB_SERVER”的管腳參數“CONNECT”，本例中為數據塊DB3“MB_TCON”，打開該數據塊，手動輸入一個“TCON_IP_v4”的數據類型，如圖3-3所示：

創建一個全局數據塊用于匹配功能塊“MB_SERVER”的管腳參數“MB_HOLD_REG”，本例中為DB1“Server_DB”，用于存儲保持寄存器的通信數據，需要注意的是該數據塊必須為非優化數據塊(支持絕對尋址)，在該數據塊的屬性中不勾選“優化的塊訪問”選項，如圖3-5所示：

功能塊“MB_SERVER”的其它管腳參數如表3-2所示：

上面提到保持寄存器功能塊DB1“MB_Server”與管腳參數“MB_HOLD_REG”關聯，對于其它數據類型，如線圈、離散輸入、輸入寄存器等通過功能塊均已經與S7-1500的過程映像區進行了映射，其映射地址對應如圖3-6所示：

設置完上述各管腳參數后，下載項目到CPU1516-3PN/DP中，打開Modsan32應用程序，下面以保持寄存器為例介紹通信測試過程。

在Modscan32的數據定義界面中設置數據類型為保持寄存器，并設置Modbus偏移量及長度，建立與CPU1516-3PN/DP集成PN口的通信連接，可以看到雙方可以建立通信連接并進行數據讀寫，如圖3-7所示：

對于其它數據類型，已與S7-1500CPU的過程映像區進行了映射，其過程類似。

使用功能塊“MB_SERVER”的一些注意事項：

1）S7-1500 CPU的集成PN口通過功能塊“MB_SERVER”支持與多個Modbus客戶端的通信，支持的個數取決于CPU所支持的TCP連接數，必須為每一個客戶端連接分別調用一次功能塊“MB_SERVER”，其背景數據塊、ID、端口號等參數必須唯一。

2）S7-1500 CPU的集成PN口可以同時作為Modbus TCP的Server及Client。

3）S7-1500 CPU的集成PN口支持多協議，除了運行Modbus TCP協議外，同時可以運行PROFINET、TCP/IP、S7等協議。

配置 S7-1500 CPU作為Modbus TCP Client與通信伙伴建立通訊

在上述新建的項目中增加一個CPU1516-3PN/DP的站點，設置PROFINET的IP 地址“192.168.1.30”，之后在CPU1516-3PN/DP的OB1組織塊中添加Modbus TCP Client功能塊“MB_CLIENT”，軟件將提示會為該FB塊增加一個背景數據塊，本例中為DB1“MB_CLIENT_DB”，如圖4-1所示：

同樣在CPU1516-3PN/DP中添加一個全局數據塊用于匹配功能塊“MB_CLIENT”的管腳參數“CONNECT”，本例中為數據塊DB2“MB_CLIENT_TCON”，打開該數據塊，手動輸入“TCON_IP_v4”的數據類型，如圖4-2所示：

展開DB塊后其“TCON_IP_v4”的數據類型的各參數設置如下：

創建一個全局數據塊用于匹配功能塊“MB_CLIENT”的管腳參數“MB_DATA_PTR”，本例中為DB3“MB_Client_Data”，用于存儲Modbus通信的各數據類型，需要注意的是該數據塊必須為非優化數據塊(支持絕對尋址)，在該數據塊的屬性中不勾選“優化的塊訪問”選項，如圖4-4所示：

對于功能塊“MB_CLIENT”的其它參數管腳含義如表4-2所示：

之后，打開上述功能塊“MB_CLIENT”的背景數據塊，在“MB_UNIT_ID”參數中表示通信服務器伙伴的從站地址，該地址必須一致，如圖4-6所示：

設置完上述各管腳參數后，下載項目到CPU1516-3PN/DP中，打開Modslave應用程序，下面以保持寄存器為例介紹通信測試過程。

在Modslave的數據定義界面中設置數據類型為保持寄存器，在功能塊“MB_CLIENT”的“MB_DATA_ADDR”和“MB_DATA_LEN”設置起始地址和長度，可以看到雙方可以建立通信連接并進行數據讀寫，如圖4-7所示：

對于其它數據類型，測試過程類似。

使用功能塊“MB_CLIENT”的一些注意事項：

1）S7-1500 CPU的集成PN口通過功能塊“MB_CLIENT”支持與多個Modbus服務器的通信，支持的個數取決于CPU所支持的TCP連接數，必須為每一個服務器連接需要分別調用一次功能塊“MB_CLIENT”，其背景數據塊、ID 等參數必須唯一。

2）S7-1500 CPU的集成PN口可以同時作為Modbus TCP的Server及Client。

3）S7-1500 CPU的集成PN口支持多協議，除了運行Modbus TCP協議外，同時可以運行PROFINET、TCP/IP、S7等協議。

審核編輯：湯梓紅