和modScan进行MODBUS TCP通信

1.MB_SERVER 介绍

“MB_SERVER” 指令作为 Modbus TCP 服务器通过 PROFINET 接口与客户端通信。“MB_SERVER”指令将处理 Modbus TCP 客户端的连接请求，接收并处理客户端请求并发送响应。

本测试基于以下测试环境：

通信连接如下：

2.MB_SERVER 功能块调用

2.1 添加 PLC 并建立通讯变量

（1）在 TIA Portal 中添加 S7-1200 G2 PLC。

图2.1.1 TIA Portal 中添加 S7-1200 G2

（2）设置 CPU 的 IP 地址，勾选“启用系统存储器字节”

图2.1.2 配置 S7-1200 G2 属性

（3）建立通信用变量，本示例通信 10 个字的数据，数据类型为 Int 数组。

图2.1.3 配置 S7-1200 G2 属性

2.2 建立通信参数 DB

（1）新加入通信连接参数用的 DB 中，在 DB 块中输入数据类型为“TCON_IP_V4”的变量，生成如下 DB 变量结构，该结构需要自动生成，不能手动创建。

图2.2.1 通信连接参数

表2.2.1 通信连接参数设置

（2）InterfaceId 可以在 CPU 的变量中查询到，查询方式如下图：

图2.2.2 通信接口硬件标识符查询

2.3 调用 MB_SERVER 功能块

（1）从指令库中拖拽 MB_SERVER 指令到程序段，建立背景实例

图2.3.1 插入 MB_SERVER 指令

（2）连接功能块引脚

图2.3.2 MB_SERVER 指令引脚

功能块引脚定义如下表：

表2.3.1 MB_SERVER 指令引脚定义

（3）Modbus TCP 服务器数据区定义：

表2.3.2 MB_SERVER 数据区默认定义

2.4 通信结果

监视通信 DB 中的变量及 ModScan 软件。

本示例中连接 DB1 的变量 dataBuffer 数组，元素 dataBuffer[0]~ dataBuffer[9] 对应的 Modbus 地址范围为 40001~40010，读取结果如下：

图2.4.1 监视通信结果

3.MB_SERVER 状态及错误代码抓取

MB_SERVER 功能块的 Error 位及错误状态输出仅存在一个周期，在博途软件中通常无法直接监视，需要使用如下方法抓取后查看。

图3.1 Error 位状态计数及错误代码抓取

错误代码查询如下表：

表3.1 错误代码

除了上面列出的错误外，也可以从底层传输通信指令（TCON、TDISCON、TSEND和TRCV）返回错误，参考相应指令的错误代码。

Modbus Server 还支持修改保持性寄存器的起始地址、限制 IO 过程映像区的访问、使用数据块中的数据区等功能，如需使用这些功能，可参考以下章节。

4.MB_SERVER 静态变量

4.1 修改保持性寄存器的起始地址

可以通过修改静态变量“HR_Start_Offset”，修改保持性寄存器的起始地址。

图3.1.1 HR_Start_Offset 变量在线修改

例如此处在线值修改为 16#000A（十进制的值 10），保持性寄存器对应的客户端访问地址为 40001+10 开始。

通信结果如下图：

图3.1.2 新的保持性寄存器对应关系

4.2 限制输入输出寻址范围

QB_Read_Start：可由远程 MODBUS 设备读取的过程映像输出中的第一个字节的地址（应用于功能代码 01）；

QB_Read_Count：可由远程 MODBUS 设备读取的过程映像输出中的字节数（应用于功能代码 01）；

IB_Read_Start：可由远程 MODBUS 设备读取的过程映像输入中的第一个字节的地址（应用于功能代码 02 和 04）；

IB_Read_Count：可由远程 MODBUS 设备读取的过程映像输入中的字节数（应用于功能代码 02 和 04）。

图3.2.1 限制输入输出的寻址范围

例如图3.2.1中的值设置，Q 区可以写的范围为 QB20-QB29, Q 区允许读的范围为 QB20~QB24, I 区允许读取的范围为 IB30~IB35。

4.3 Modbus 地址使用数据块中的数据区

通过该功能，用户可以直接访问数据块中的数据区，而不用直接访问过程映像和保持性寄存器。

使用该功能，有以下限制：

必须禁用数据块的“优化块访问”(Optimized block access) 属性；

请求到达时，尚未定义相应功能代码的 MODBUS 数据类型的数据区域，请求会按之前的指令版本处理；

最多可在不同数据块中定义八个数据区域，每个数据块只能包含一个数据区域；

使用的数据区域不到八个，则所需数据区域必须紧密相连。

Data_Area_Array 字段包含八个元素：Data_Area_Array[1] 到 Data_Area_Array[8]，每个字段元素 Data_Area_Array[x]（其中 1 <= x <= 8）都是 MB_DataArea 类型的 UDT，结构如下表：

表3.3.1 Data_Area_Array 结构

以下是使用 ModScan 访问的示例：

在项目中创建两个 DB 数据块，分别用于输入寄存器区，和保持性寄存器区访问

图3.3.1 创建用于通讯的 DB 块

图3.3.2 关闭“优化的块访问”

图3.3.2 Data_Area_Array 中的配置

示例1：data_type = 4，db = 5，start = 0，length = 11

输入寄存器 (data_type = 4) 映射在数据块 5 (db = 5)；

Modbus 地址 30001 (start = 0) 位于数据块中的字 0；

最后有效的 Modbus 地址 30011 (length = 10) 位于数据块中的字 10，输出结果见下图3.3.3。

示例2：data_type = 3，db = 6，start = 1，length = 11

输入 (data_type = 3) 映射在数据块 6 (db = 6)；

Modbus 地址 40002 (start = 1) 位于数据块中的字 0；

最后有效的 Modbus 地址 40012 (length = 11) 位于数据块中的字11，输出结果见下图3.3.4。

图3.3.3 输入寄存器读取结果

图3.3.4 保持性寄存器读取结果

说明：ModSim做 Modbus TCP server 测试软件，Modscan32 做 Modbus TCP Client 测试软件，两者都是第三方软件，需要从 Internet 网络上下载。

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