STEP 7 V13 SP1 软件版本中的 Modbus TCP 库指令目前最新的版本已升至V4.0，该版本的使用需要具备以下两个条件：
1. 软件版本： STEP 7 V13 SP1及其以上
2. 固件版本： S7-1200 CPU 的固件版本V4.1
图1. Modbus TCP V4.0 版本指令块
下面以两台S7-1200之间进行 Modbus TCP 通信为例，详细阐述客户端与服务器侧如何编程及通信的过程。表格列出了具体的实验环境：
| 操作系统 | WIN7 SP1 专业版 64位 |
编程软件 |
STEP 7 Professional V13 SP1 Update 5 |
系统硬件 |
1.CPU1215C 6ES7 215-1AG40-0XB0 V4.1
2.CPU1212C 6ES7 212-1AE40-0XB0 V4.1
3.CSM 1277 6GK7 277-1aa10-0aa0
|
表1. Modbus TCP 通信的实验环境
CPU类型 |
IP地址 |
端口号 |
硬件标识符 |
|
客户端 |
CPU 1212C |
192.168.0.6 |
0 |
64 |
服务器 |
CPU 1215C |
192.168.0.4 |
502 |
64 |
表2. Modbus TCP 通信双方的基本配置
硬件标识符是在“设备组态”中，双击 PROFINET 接口，然后在“属性”中的“硬件标识符”中查看。
图2. S7-1200设备的PROFINET接口硬件标识符
S7-1200 客户端侧需要调用MB_CLIENT指令块，该指令块主要完成客户机和服务器的TCP连接、发送命令消息、接收响应以及控制服务器断开的工作任务。
1. 将MB_CLIENT 指令块在“ 程序块 -> OB1 ”中的程序段里调用，调用时会自动生成背景DB ，点击确定即可。
图3. Modbus TCP 客户端侧指令块
该功能块各个引脚定义如下：
| REQ | 与服务器之间的通信请求，上升沿有效。 |
| DISCONNECT | 通过该参数，可以控制与 Modbus TCP服务器建立和终止连接。 0（默认）：建立连接；1：断开连接。 |
| MB_MODE | 选择 Modbus 请求模式（读取、写入或诊断）。0：读；1：写。 |
| MB_DATA_ADDR | 由“MB_CLIENT”指令所访问数据的起始地址。 |
| MB_DATA_LEN | 数据长度： 数据访问的位或字的个数。 |
| MB_DATA_PTR | 指向 Modbus 数据寄存器的指针。 |
| CONNECT | 指向连接描述结构的指针。TCON_IP_v4（S7-1200） |
| DONE | 最后一个作业成功完成，立即将输出参数 DONE 置位为“1”。 |
| BUSY | 作业状态位：0：无正在处理的“MB_CLIENT”作业；1：“MB_CLIENT”作业正在处理。 |
| ERROR | 错误位：0：无错误；1：出现错误，错误原因查看STATUS。 |
| STATUS | 指令的详细状态信息。 |
表4. MB_CLIENT 各引脚定义说明
2. CONNECT 引脚的指针类型
第一步，先创建一个新的全局数据块 DB2：
图4. 创建全局数据块
第二步，双击打开新生成的DB块，定义变量名称为“aa"，数据类型为“TCON_IP_v4”（可以将 TCON_IP_v4 拷贝到该对话框中），然后点击“回车”按键。该数据类型结构创建完毕。如图5所示：
图5. 创建 MB_CLIENT 中的TCP连接结构的数据类型
各个引脚定义说明如下：
| InterfaceId | 硬件标识符。 |
| ID | 连接ID，取值范围1~4095 |
| Connection Type | 连接类型。TCP连接默认为：16#0B |
| ActiveEstablished | 建立连接。主动为1（客户端），被动为0（服务器）。 |
| ADDR | 服务器侧的IP地址 |
| RemotePort | 远程端口号 |
| LocalPort | 本地端口号 |
表4. TCON_IP_v4 数据结构的引脚定义
本文远程服务器的IP地址为192.168.0.4，远程端口号设为502。所以客户端侧该数据结构的各项值为：
图6. MB_CLIENT 侧 CONNECT 引脚数据定义
注意： CONNECT引脚的填写需要用符号寻址的方式。
3. 创建 MB_DATA_PTR 数据缓冲区
第一步，创建一个全局数据块 DB3，创建方法可以参考上面的图3，数据块的名称如图7所示：
图7. 生成的两个DB块名称
第二步，建议一个数组的数据类型，以便通信中存放数据，请参考图8所示：
图8. MB_DATA_PTR 数据缓冲区结构
注意： MB_DATA_PTR指定的数据缓冲区可以为DB块或M存储区地址中。DB块可以为优化的数据块，也可以为标准的数据块结构。若为优化的数据块结构，编程时需要以符号寻址的方式填写该引脚；若为标准的数据块结构（可以右键单击DB块，“属性”中将“优化的块访问”前面的勾去掉，如下图9所示），需要以绝对地址的方式填写该引脚。本文以标准的数据块（默认）为例进行编程。
图9. 修改 DB 块属性为标准的块结构
4. 客户端侧完成指令块编程
调用 MB_CLIENT 指令块，实现从 Modbus TCP 通信服务器中读取2个保持寄存器的值，如图10所示：
图10. MB_CLIENT 指令块编程
5. 将整个项目下载到S7-1200
待Modbus TCP 服务器侧准备就绪，给MB_CLIENT指令块的REQ引脚一个上升沿，将读取到的数据放入 MB_DATA_PTR引脚指定的DB 块中。具体的实验结果可以查看S7-1200 服务器侧编程。
MB_CLIENT 指令的背景数据块中的 "MB_Unit_ID" 有什么功能？
S7-1200 CPU 作为 Modbus TCP 客户端与 Modbus TCP 服务器通信，当尝试访问比 Modbus TCP 服务器更低端的串行子网中的设备，会有报错 "无法建立连接"。
这种情况下， Modbus TCP 服务器作为 Modbus RTU 协议中的网关，"MB_Unit_ID" 参数相当于 Modbus RTU 协议中的从站地址。
Modbus TCP 客户端直接向 Modbus TCP 服务器发送请求，Modbus TCP 服务器通过识别 "MB_UNIT_ID" 参数，将请求转发到从站设备。
在 S7-1200 项目中，选择系统块，双击打开 MB_CLIENT 指令的背景数据块“MB_CLIENT_DB”, 在静态变量Static下可以找到 MB_Unit_ID (默认起始值16#FF，等于十进制 255)。如下图 11 所示：
图 11. MB_Unit_ID
例如，当 S7-1200 做客户端与电脑上的 Modbus TCP 调试软件 Modsim 通信时，会遇到如上“无法建立连接”的问题。
这时，修改调试软件 Modsim 中Device Id 为255，使之等于 MB_Unit_ID 的值，即可建立联系。如下图 12 所示：
图 12. Device Id
注意：如果 Modbus TCP 服务器无法更改 Device Id 的值, 则修改S7-1200 项目中MB_Unit_ID数值， 使双方的参数一致。
更多关于 MB_Unit_ID 功能的说明，请参考以下链接：
Modbus 块 "MB_CLIENT" 的背景数据块中的 "MB_UNIT_ID" 有什么功能？
https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/102420337