Modbus TCP 服务器指令 MB_SERVER V5.0 新功能概述

如下图1所示服务器指令 MB_SERVER 从 V5.0 以后增加了三个新功能,分别为:

  1. 访问数据块中的数据区域,而不是直接访问 MODBUS 地址
  2. 过程映像区的读访问限制
  3. 统计变量 NDR_immediate 和 DR_immediate

图1. MB_SERVER 指令

SIMATIC S7-1200 使用要求

对于 Modbus TCP 基础版本 V4.0,请参见:

新功能实验环境和内容

在本应用实例中,通过以下产品进行Modbus TCP服务器V5.0新功能编程,实现了访问1217C CPU 中数据块的数据区域以及限制对1217 CPU过程映像区的读访问。

软件:

TIA Professional V16
Modbus Poll

硬件:

CPU1217C DC/DC/DC V4.4

新功能通信程序

1、指令调用及参数分配

1.1、打开 TIA Portal V16软件,新建一个项目命名为 "ModbusTCP V5.0",在项目中添加CPU1217C DC/DC/DC V4.4,为以太网接口新建一个子网并设置 IP地址为 "192.168.0.1",如下图 3 所示。

图2. 分配IP地址

1.2、在 OB1组织块中添加Modbus TCP Server功能块 "MB_SERVER",软件将提示会为该 FB块增加一个背景数据块,本例中为 DB1"MB_SERVER_DB",如下图3所示。指令各引脚具体含义及如何分配与先前版本一致,请参考链接

图3. 指令创建

2、访问数据块中的数据区域

用户可访问数据块中的数据区域,而不用直接访问过程映像和保持性寄存器。在此情况下,必须禁用数据块的“优化块访问”(Optimized block access) 属性,并且该属性不得单独存在于装载存储器中。

2.1、创建标准数据块,DB10(Area 1 for Input)、DB11(Area 2 for Input Register)、DB12(Area 3 for Holding Register)、DB13(Area 4 for Holding Register)如下图 4 所示。并修改数据块属性为标准访问数据块,如下图5所示。

图4. 创建数据块

图5. 数据块属性

2.2、分配数据区域及注意事项

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1。

表1:Data_Area_Array结构

参数 数据类型 含义
data_type UInt
映射到此数据区域的 MODBUS 数据类型的标识符:
• 0:空字段元素或未使用数据区域的标识符。此时,db、start和length的值无效。
• 1:过程映像输出(与功能代码 1、5 和 15 一起使用)
• 2:过程映像输入(与功能代码 2 一起使用)
• 3:保持寄存器(与功能代码 3、6 和 16 一起使用)
• 4:输入寄存器(与功能代码 4 一起使用)
db UInt
映射的数据区编号,该DB必须是非优化DB
start UInt
映射到数据块中的首个 MODBUS 地址,从0开始
length UInt
Bool数(对于data_type 1或者2),Word数(data_type 3或者4)

本例中使用了4个区域,进入MB_SERVER背景数据块DB1“MB_SERVER_DB”的静态变量中Data_Area_Arry,分别为区域1访问输入位、区域2访问输入字、区域3访问保持寄存器、区域4访问保持寄存器、区域5~8保持默认为0,如下图6所示。

图6. 数据区域

2.3、仿真软件设置,如下图7-8所示。

图7. 通信配置

图8. 读写配置

2.4、测试结果,如下图9所示。

图9. 测试结果

3、过程映像区的读访问限制

对于 MB_SERVER 指令V5.0及以上版本,用户可在过程映像输入中定义一个区域,在过程映像输出中定义一个区域,方便远程 MODBUS 设备 进行读访问。随后,远程 MODBUS 设备便不能对超出这些过程映像区域的地址进行读访问。

背景数据块的以下静态变量定义了过程映像中的读取区域:

下表2介绍了指令 MB_SERVER 背景数据块中的上述静态变量,可用于定义过程映像中的读区域。为确保完整性,表格中还列出了自版本 V4.2 起,用于定义过程映像中的写区域的静态变量(QB_Start 和 QB_Count)。

表2 读访问限制变量

变量 数据类型 默认值 说明 版本
QB_Start UInt 0
CPU 可写入的输出字节的起始地址
V4
QB_Count UInt 65535

CPU 可写入的输出字节的字节数。

如果 QB_Count = 0,则CPU 的输出字节均无法写入。

V4
QB_Read_Start UInt 0
CPU 可读取的输出字节的起始地址
V5
QB_Read_Count UInt 65535

CPU 可读取的输出字节的字节数。

如果 QB_Read_Count = 0,则CPU 的输出字节均无法读取。

V5
IB_Read_Start UInt 0
CPU 可读取的输入字节的起始地址
V5
IB_Read_Count UInt 65535

CPU 可读取的输入字节的字节数。

如果 IB_Read_Count = 0,CPU 的输入字节均无法读取。

V5

3.1、本例中定义过程映像中读取区域如下图9所示,输出过程映像写访问权限QB0~QB9,输出过程映像读访问权限QB10~QB19,输入过程映像读访问权限IB20~IB29。

图9. 过程映像区域设定

3.2、仿真软件设置,如下图10所示。

图10. 通信设置

3.3、测试结果

图11. 读取Q区数据

图12. 读取I区数据

4、统计变量 NDR_immediate 和 DR_immediate

指令 MB_SERVER(自指令版本 V5.0 起)的背景数据块中含有统计变量 NDR_immediate 和 DR_immediate。

表3:NDR_immediate 和 DR_immediate。

变量 数据类型 默认值 说明
NDR_immediate

Bool

False 与参数 NDR(新数据就绪)含义相同。MB_SERVER 在处理
Modbus TCP 写请求的同一调用中更新"NDR_immediate"。
DR_immediate Bool False 与参数 DR(数据读取)含义相同。MB_SERVER 在处理
Modbus TCP 写请求的同一调用中更新"DR_immediate"。