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上海麗丞工業自動化設備有限公司
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Modbus TCP是標準的網絡通信協議，通過CPU上PN接口進行TCP/IP通信，不需要額外的通信硬件模塊，Modbus TCP使用開放式用戶通信連接作為Modbus通信路徑，所支持的混合客戶機和服務器連接數最大為CPU所允許的最大開放式用戶通信連接數8個。
軟件 STEP7 V11 SP1版本開始，S7-1200CPU 從Firmware V1.0.2開始，不再需要安裝Modbus TCP的庫文件，可以直接調用Modbus TCP的庫指令“MB_CLIENT”和“MB_SERVER”使用實現Modbus TCP通信功能，如圖1.所示。
圖1. Modbus TCP的庫指令
MB_CLIENT 進行客戶機和服務器TCP連接、發送命令消息、接收響應以及控制服務器的斷開。
1.調用MB_CLIENT通信指令，進入 “Program blocks” > “OB1” 主程序中，調用MODBUS TCP客戶機指令，如圖2.所示。
圖2. MB_CLIENT通信指令
功能塊參數意義如下表1.：
| 管腳 | 說明 |
| REQ | 使能： False-無Modbus通訊請求，True-請求與服務器通訊，Done完成位來后才可以執行下次請求，建議采用上升沿觸發請求； |
| DISCONNECT | 控制與服務器建立和終止連接：0-建立與指定IP地址和端口號的通訊連接，默認為0；1-斷開通訊連接，在終止連接的過程中，不執行任何其他功能； |
| CONNECT_ID | 連接的ID號：每個連接只有一個唯一的ID號； |
| IP_OCTET_1~4 | 服務器的IP地址： 如圖2.中通訊對方的IP地址是192.168.0.210； |
| IP_PORT | 服務器上使用TCP/IP協議與客戶端建立通訊的IP端口號，默認值：502； |
| MB_MODE | 選擇請求模式（讀取、寫入或診斷），具體對照參照表1.； |
| MB_DATA_ADDR | 訪問數據的起始地址； |
| MB_DATA_LEN | 數據長度：數據訪問的位數或字數； |
| MB_DATA_PRT | 指向Modbus數據寄存器的指針：用于緩存從Modbus服務器接收的數據或將發送到Modbus服務器數據的緩沖區，可以是DB塊或M區，如果是DB塊則需要定義為“標準與S7- 300/400兼容”的類型，見下圖3； |
| DONE | 完成位：作業完成，無錯誤，該位置1； |
| BUSY | 作業狀態位：0-當前沒有正在處理的“MB_CLIENT”作業；1-“MB_CLIENT”作業正在處理； |
| ERROR | 錯誤位：0-無錯誤；1-出現錯誤，錯誤原因查看STATUS； |
| STATUS | 錯誤代碼； |
表1. 功能塊參數意義
2.MB_DATA_PTR數據塊的新建
通過“Program blocks”>“Add new block”，選擇“Data block”創建 DB 塊，選擇“標準與S7- 300/400兼容” ，點擊“OK”鍵，定義數據區為100個字的數組，如圖3.所示。
圖3. 創建MB_DATA_PTR數據塊
3. MB_MODE、MB_DATA_ADDR和功能碼的關系
MB_CLIENT指令中，MB_MODE、MB_DATA_ADDR和MB_DATA_LEN三個參數組合定義了當前Modbus消息中所用的功能代碼，如表2.。
| Modbus 功能 | MB_MODE | MB_DATA_ADDR | 操作和數據類型 | 數據長度 |
| FC01 | 0 | 00001~09999 | 讀取輸出位 每個請求1~2000個位 | 1~2000 |
| FC02 | 0 | 10001~19999 | 讀取輸入位 每個請求1~2000個位 | 1~2000 |
| FC03 | 0 | 40001~49999 或 400001~465535 | 讀取保持寄存器 每個請求1~125個字 | 1~125 |
| FC04 | 0 | 30001~39999 | 讀取輸入字 每個請求1~125個字 | 1~125 |
| FC05 | 1 | 00001~09999 | 寫一個輸出位 每個請求1個位 | 1 |
| FC06 | 1 | 40001~49999 或 400001~465535 | 寫一個保持寄存器 每個請求1個字 | 1 |
| FC15 | 1 | 00001~09999 | 寫多個輸出位 每個請求2~1968個位 | 2~1968 |
| FC16 | 1 | 40001~49999 或 400001~465535 | 寫多個保持寄存器 每個請求2~123個字 | 2~123 |
| FC15 | 2 | 00001~09999 | 寫一個或多個輸出位 每個請求1~1968個位 | 1~1968 |
| FC16 | 2 | 40001~49999 或 400001~465535 | 寫一個或多個保持寄存器 每個請求1~123個字 | 1~123 |
| FC11 | 11 | 讀取服務器通信狀態字和事件計數器：狀態字反映處理狀態（0-未處理；0XFFFF-處理中）；每次成功發送一條消息后，事件計數器都將遞增。執行功能時，MB_CLIENT指令的MB_DATA_ADDR和MB_DATA_LEN參數都將被忽略。 | 0 | |
| FC08 | 80 | 通過數據診斷代碼0X0000檢查服務器狀態 每次請求1個字 | 1 | |
| FC08 | 81 | 通過數據診斷代碼0X000A重新設置服務器事件計數器 每次請求1個字 | 1 | |
| 3~10、12~79、82~255 | 保留 |
表2. MB_MODE、MB_DATA_ADDR和功能碼的關系
如上例中S7-1200作客戶機，用FC03功能碼讀取服務器的兩個字，起始從Modbus地址40001開始，接收的數據存放在緩沖區DB3.DBX0.0開始區域，設置如上：MB_MODE=0，MB_DATA_ADDR=40001，MB_DATA_LEN=2，對應關系為：40001->DB3.DBW0 ，40002->DB3.DBW2。
4.服務器端Modbus Slave 軟件設置
注意：服務器采用Modbus Slave軟件測試，該軟件是第三方軟件，可以從 internet 網絡上下載。
首先將測試電腦的IP地址設置成192.168.0.210，如圖4.所示，打開Modbus Slave 軟件，在Modbus Slave的“Set up->Slave Definition”中設置功能碼、起始地址、長度等，如圖5.所示。
圖4. 電腦的IP地址設置
圖5. 服務器端Modbus Slave軟件設置
創建Modbus TCP/IP連接，在“Connection->connect...”中打開連接屬性對話框，選擇“Modbus TCP/IP” ，TCP/IP Server Port本地服務器端口為502，并可以勾選“Ignore Unit ID”選項，如圖6.所示。
圖6. 連接屬性
注意：圖5.中的Slave ID 是服務器的站地址，和客戶機中“MB_CLIENT” 中的“CONNECT_ID” 不是一個概念，實際上與客戶機中“MB_CLIENT”的背景數據塊中的STAT變量“MB_UNIT_ID”需要一致，在1200中該地址默認為16#00FF，如圖7 所示，可以在變量表中修改與實際服務器站地址一致。如果在圖6中勾選“Ignore Unit ID”,則不需要考慮一致情況，如果不勾選，則需要修改一致。
圖7. 客戶機中“MB_CLIENT”的背景數據塊中的STAT變量“MB_UNIT_ID”
5.通訊測試
S7-1200作客戶機，用FC03功能碼讀取服務器的兩個字，設置客戶機和服務器的功能、起始地址、端口等參數相對應，具體設置如上，設置M5.0和M0.0為1，觸發請求，如圖8.所示。
圖8. S7-1200作客戶機，用FC03功能碼讀取服務器的兩個字
通訊結果如圖9.所示，從服務器讀到數據20，30到客戶機的DB3.DBW0和DB3.DBW2區域。
圖9. 通訊結果
6.MB_CLIENT 參數 STATUS 錯誤代碼查詢參考下面兩個列表3.和表4.。
| STATUS(W#16#) | 響應Modbus客戶機的代碼（B#16#） | 錯誤說明 |
| 8381 | 01 | 不支持功能代碼 |
| 8382 | 03 | 數據長度錯誤 |
| 8383 | 02 | 數據地址錯誤或訪問的數據超出MB_DATA_PRT的地址區 |
| 8384 | 03 | 數據值錯誤 |
| 8385 | 03 | 不支持診斷錯誤代碼（功能代碼08） |
表3. 協議錯誤代碼
| STATUS(W#16#) | 錯誤說明 |
| 7001 | MB_CLIENT 正在等待Modbus服務器響應指定TCP端口處的連接或斷開連接請求，僅在第一次執行連接或斷開操作時才報告此代碼 |
| 7002 | MB_CLIENT 正在等待Modbus服務器響應指定TCP端口處的連接或斷開連接請求，等待連接或斷開操作完成時，將針對任何后續執行報告此代碼 |
| 7003 | 斷開操作已成功完成（僅在一個PLC掃描周期內有效） |
| 80C8 | 服務器在指定的時間內無響應，請檢查與Modbus服務器設備的連接，嘗試過任何組態的重試操作后，才報告此錯誤 |
| 8188 | 參數MB_MODE的值無效 |
| 8189 | 參數MB_DATA_ADDR的值無效 |
| 818A | 參數MB_DATA_LEN的長度無效 |
| 818B | 參數MB_DATA_PTR中的指針無效 |
| 818C | 參數MB_DATA_PTR指向優化的區域，必須為“標準與S7- 300/400兼容”的DB或M區 |
| 8200 | 端口正在處理另一個Modbus請求 |
| 8380 | 接收到的Modbus楨有缺陷或接收到的字節太少 |
| 8387 | 指定的連接ID與用于先前請求的ID不同，只能有一個單個連接ID與每個MB_CLIENT背景數據塊配合使用 |
| 8388 | Modbus服務器返回一些和請求內容不同的數據，這只適合Modbus功能15或16 |
表4. 參數錯誤代碼
除了上面列出的MB_CLIENT錯誤外，也可以從底層傳輸通信指令（TCON、TDISCON、TSEND和TRCV）返回錯誤，參考相應指令的錯誤代碼。
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