通过 CP1243-1 G2 实现S7-1200 G2基于 IPv6 的 Modbus TCP 通信

概述

SIMATIC S7-1200 G2 是当前广受成功应用的SIMATIC S7-1200 系列的后续替代产品。SIMATIC CP 1243-1 G2 模块是S7-1200 G2 系列的通信模块，如图1-1所示。

图1-1

CP1243-1 G2 模块具备以下功能：

• 网络隔离：
  额外提供一个工业以太网接口，可在 S7-1200 G2 系统中实现网络隔离。
• CPU 卸载：
  CP 中新增的处理器性能可分担 CPU 的通信任务，从而减轻 CPU 负载。
• 增强的通信能力：
  支持 S7/HMI 通信、S7/HMI 路由、PG/OP 通信以及开放式以太网通信（TCP/IP、ISO-on-TCP、UDP、UDP 组播和广播）。
• Web 服务器访问：
  可通过 CP 访问 CPU 的 Web 服务器，以获取站点信息、运行状态和诊断数据。
• 支持 IPv6：
  支持 IPv6，实现面向未来的网络集成能力。
• 工业远程通信：
  支持用于远程控制应用的 DNP3 协议，可实现与控制中心以及站点之间的通信（点对点）。
• 电子邮件功能：
  可简单配置事件触发型报警，在出现问题时实现快速通知。
• 高度可扩展性：
  系统最多可插入 3 个 CP 模块。

图1-2

如图1-2所示，S7-1200 G2 系统通过扩展CP1243-1 G2模块可以连接上层的生产网络或者现场的设备网络，对于CP1243-1 G2 模块来说，除了常用的IPv4 配置外，还额外同时支持IPv6的配置，通过模块的IPv6 功能，可以实现开放式的TCP 通信，其中也包含Modbus TCP 通信。

尽管当前多数工业现场仍以 IPv4 为主，但支持 IPv6 的 Modbus TCP 通信，代表设备具备更强的前瞻性和网络适应能力，尤其对新建项目和长期运行系统具有积极意义。工业设备进行基于 IPv6 的 Modbus TCP 通信，有助于突破 IPv4 地址限制，提升网络扩展性与互联能力，为工业系统数字化升级和未来网络演进提供支撑。

对于CP1243-1 G2 进行基于IPv6的Modbus TCP 通信，与常规基于IPv4的方式调用的指令完全相同，CP1243-1 G2 可支持作为Modbus TCP 服务器和Modbus TCP 客户端角色，相应地调用指令MB_SERVER 和MB_CLIENT。

需要注意的是，如果要进行基于IPv6的通信，对于指令用于建立TCP连接的参数“CONNECT” ，需要相应创建 SDT类型为 “TCON_QDN” 或 “TCON_QDN_SEC“ 的变量，也就是说需要通过域名的方式实现通信，因此就需要在网络中，具有一个DNS服务器，建立连接时需要通过这个服务器来解析通信伙伴的IPv6 地址。

实现方式

本例程将实现以下两种通信场景：

1. 如图1-3所示，S7-1200 G2 通过CP1243-1 G2 作为Modbus TCP服务器，实现基于IPv6 的通信。实际测试过程中，选择S7-1500 CPU扩展CP1543-1作为通信伙伴方的Modbus TCP客户端，模拟通信效果，实际应用中，由于Modbus TCP 通信为标准通信协议，不同的通信伙伴不会影响S7-1200 G2侧的组态及编程。

图1-3

1. 如图1-4所示，S7-1200 G2 通过CP1243-1 G2 作为Modbus TCP客户端，实现基于IPv6 的通信。实际测试过程中，选择S7-1500 CPU扩展CP1543-1作为通信伙伴方的Modbus TCP服务器，模拟通信效果，实际应用中，由于Modbus TCP 通信为标准通信协议，不同的通信伙伴不会影响S7-1200 G2侧的组态及编程。

图1-4

由于通过域名的方式进行通信，因此在网络中，部署一个计算机作为DNS服务器，建立连接时通过这个DNS服务器来解析通信伙伴的IPv6 地址。此外，这个服务器也同时作为DHCPv6 服务器，可以为CP1243-1 G2自动分配IPv6的地址。

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