S7-1200 MODBUS TCP 通信多请求处理

单独的客户机连接需要遵循的规则:

1. 每个“MB_CLIENT”连接需要使用一个不同的背景数据块;

2. 每个“MB_CLIENT”连接必须指定一个服务器 IP 地址;

3. 每个“MB_CLIENT”连接必须指定一个唯一的连接 ID;

4. 是否需要唯一的 IP 端口号取决于服务器组态;

连接 ID 和背景数据块组合成对,对每个连接来说,组合对都是唯一的。

对于多请求处理,有两种方法:

方法一:如果 TCP 连接充裕,可以建立多个不同的连接发送请求,即每个请求使用一个独立的连接,调用独立的“MB_CLIENT”功能块,具体操作参考“Modbus TCP”部分,链接

通过不同的连接发送多个请求,“MB_CLIENT”功能块多次调用,但是需要使用不同的背景数据块,不同的 ID 号和不同的端口号。

方法二:通过公共的连接发送多个请求

这个方法适合 CPU 访问一个 Modbus TCP 服务器,但是有多个作业的情况,例如有读也有写,或者读多个区域等。

通过公共的连接发送多个请求,“MB_CLIENT”功能块多次调用,但是需要使用相同的背景数据块,连接 ID 号,IP 地址和端口号,根据需要修改模式、地址、长度、指针等。

在任意时间,只能有一个 MB_CLIENT 请求处于激活状态,在一个请求完成执行后,下一个请求再开始执行,轮循处理。

方法二特例:MODBUS TCP 客户端访问网关后的多个 MODBUS RTU 从站

这个方法适合 CPU 通过 Modbus TCP 转 Modbus RTU 网关,访问网关后多个 Modbus RTU 从站数据。CPU 仅仅和网关建立一个 Modbus TCP 连接,就可以访问多个站的数据。

通过公共的连接发送多个请求,“MB_CLIENT”功能块多次调用,但是需要使用相同的背景数据块,连接 ID 号,IP 地址和端口号。参数“ MB_Unit_ID ” 使用不同的值,根据需要修改模式、地址、长度、指针等。

在任意时间,只能有一个 MB_CLIENT 请求处于激活状态,在一个请求完成执行后,下一个请求再开始执行,轮循处理。

方法二轮循处理的操作

一.软硬件要求

MB_Client 指令的使用要求:软件 V11 SP1 及以上版本,CPU 固件版本 V1.02 及以上版本。

二.测试条件

硬件:CPU 1214C(DC/DC/DC) V4.5 ,电脑(ModSim32 调试软件);

软件:TIA PORTAL STEP 7 V17

实验:S7-1200 作 Modbus TCP 客户机,用功能码 3 对调试软件先进行读取地址 40001 开始的 2 个字,然后用功能码 16 对地址 40003 开始的 2 个字进行写入。

三.组态配置

1. S7-1200 的 IP 地址192.168.1.42,如图 1 所示。

图 1. IP 地址设置

2. ModSim32 调试软件设置

服务器采用 ModSim32 软件测试,首先将测试电脑的 IP 地址设置成192.168.1.201,如图 2 所示。

图 2. 电脑的 IP 地址

打开 ModSim32 软件,然后通过 “File”>"New",新建设置 03 地址区、起始地址 40001、长度 4、设备 ID 255 等,如图 3 所示。

图 3. ModSim32 调试软件的从站设置

在“Connection”中选择“Modbus/TCP Svr”,设置本地服务器端口号为 502,如图 4 所示。

图 4. 连接设置

四.编程

1. 新建 FB

如图 5 所示,新建 FB,命名为 Comm,在静态变量中增加参数。

图 5. 设置 FB 参数

参数含义参见表 1:

表 1. FB 接口参数含义

参数 含义
statStep 步骤号
instClient MB_CLIENT 多重背景
statReq MB_CLIENT 的实参,程序中会在需要时修改其值
statMode
statAddr
statLen
statPtr
statConn 连接参数,具体含义参见链接文档
statRead 读取到的数据
statWrite 待写入的数据

2. 编写轮循功能

如图 6 所示,例子中使用 SCL 的 CASE OF 方式编写轮询程序,SCL 的 CASE OF 指令编写顺控可以参考链接:文档

思路如下:

步骤 0:等待连接建立,当连接建立则跳转到步骤 1。

步骤 1:设置读取参数,触发读取,当读取正常后,将读取到的数据存入指定数据区,然后跳转到步骤 2,如果故障则跳转到步骤 100。

步骤 2:设置写入参数,将待写入数据送入指定区域,触发写入,当写入正常后,跳转到步骤 1,如果故障则跳转到步骤 100。

步骤 100:当故障消失,则跳转到步骤 0。

如果有更多的读写需要,可以建立更多的步骤。

以下程序的源文件压缩包链接:源文件。将压缩包下载解压缩后,得到文件“Comm.scl”,然后在 TIA Portal 项目中导入即可使用,导入源文件方式参见链接:文档

以下例程仅供参考。读者如欲采纳,风险自担

图 6. 例子程序

3. 在主程序中调用该 FB,如图 7 所示。

图 7. 调用程序

五.通讯测试

对 FB 背景数据块与 Modsim32 软件进行监视,如图 8 所示。

图 8. 测试结果

注意:

  1. 如果需要更多的读写任务可以按照例子自行添加。
  2. ModSim32 是做 Modbus RTU 从站以及 Modbus TCP 服务器的测试软件,是第三方软件,可以从网络上下载。

方法二特例轮循处理的操作

一.软硬件要求

MB_Client 指令的使用要求:软件 V11 SP1 及以上版本,CPU 固件版本 V1.02 及以上版本。

二.测试条件

硬件:CPU 1214C(DC/DC/DC) V4.5 ,电脑(ModSim32 调试软件);

软件:TIA PORTAL STEP 7 V17

实验:S7-1200 作 Modbus TCP 客户机,用功能码 3 对调试软件先后进行读取 ID 为 1 的 40001 开始的 2 个字以及 ID 为 2 的 40003 开始的 2 个字。

该实验仿真读取 Modbus TCP 转 Modbus RTU 网关后的多个 Modbus RTU 从站数据的功能。

三.组态配置

1. CPU 硬件组态参考图 1 的设置。

2. 电脑 IP 地址设置参考图 2 的设置。

3. ModSim32 通过 “File”>"New",新建 2 个文件,设置 03 地址区、起始地址 40001、长度 2、设备 ID 分别是 1 和 2,如图 9 所示。然后参考图 4 进行连接设置。

图 9. ModSim32 的设置

四.编程

1. 新建 FB

如图 10 所示,新建 FB,命名为 CommUnitId,在静态变量中增加参数。

图 10. 设置 FB 参数

参数含义参见表 2:

表 2. FB 接口参数含义

参数 含义
statStep 步骤号
instClient MB_CLIENT 多重背景
statReq MB_CLIENT 的实参,程序中会在需要时修改其值
statMode
statAddr
statLen
statPtr
statConn 连接参数,具体含义参见链接文档
statRead1 1 号站读取到的数据
statRead2 2 号站读取到的数据

2. 编写轮循功能

如图 11 所示,例子中使用 SCL 的 CASE OF 方式编写轮询程序,SCL 的 CASE OF 指令编写顺控可以参考链接:文档

思路如下:

步骤 0:等待连接建立,当连接建立则跳转到步骤 1。

步骤 1:设置读取参数,设置 MB_Unit_ID = 1,触发读取,当读取正常后,将读取到的数据存入指定数据区,然后跳转到步骤 2,如果故障同样跳转到步骤 2,如果连接中断则跳转到步骤 0。

步骤 2:设置读取参数,设置 MB_Unit_ID = 2,触发读取,当读取正常后,将读取到的数据存入指定数据区,然后跳转到步骤 1,如果故障同样跳转到步骤 1,如果连接中断则跳转到步骤 0。

如果有更多的读写需要,可以建立更多的步骤。

以下程序的源文件压缩包链接:源文件。将压缩包下载解压缩后,得到文件“CommUnitId.scl”,然后在 TIA Portal 项目中导入即可使用,导入源文件方式参见链接:文档

以下例程仅供参考。读者如欲采纳,风险自担

图 11. 例子程序

3. 在主程序中调用该 FB,如图 12 所示。

图 12. 调用程序

五.通讯测试

通讯结果如图 13 所示。

图 13. 测试结果

注意:

  1. 如果需要更多的读写任务可以按照例子自行添加。
  2. ModSim32 是做 Modbus RTU 从站以及 Modbus TCP 服务器的测试软件,是第三方软件,可以从网络上下载。