如何将RS-485通信转换为TCP/IP通信

以下文章来源于王同学玩工控，作者王同学玩工控

将RS-485通信转换为TCP/IP通信，通常是为了让不支持以太网通信的设备能够通过网络进行数据传输。在西门子S7-1200 PLC的情况下，如果你想要通过RS-485接口读取数据，并且希望通过TCP/IP协议来访问这些数据，你可以使用一个RS-485转TCP的转换器（也称为串口服务器或串行到以太网转换器）。

下面是实现这个过程的一般步骤：

选择合适的RS-485转TCP转换器：

确保转换器支持RS-485标准。

检查它是否兼容你的网络环境（如IP地址设置、端口配置等）。

有些高级型号可能提供额外的功能，比如数据加密、断线重连机制等。

硬件连接：

将转换器的RS-485端口与PLC的RS-485端口相连。注意正确的接线方式（A-B线对应）。

使用网线将转换器的以太网端口连接至你的局域网中。

配置RS-485转TCP转换器：

通常需要通过网页界面或者专用软件对转换器进行配置，包括设定IP地址、端口号以及RS-485参数（波特率、数据位、停止位、校验位等）。

确保配置信息与PLC的通信设置相匹配。

编程PLC：

在TIA Portal或其他适用的编程环境中编写程序，使PLC能够通过其RS-485接口发送/接收数据。

如果必要的话，还需编写处理来自TCP客户端的数据请求的逻辑。

开发TCP客户端应用：

开发一个可以作为TCP客户端的应用程序，该程序应该能够建立到RS-485转TCP转换器的TCP连接。

客户端应用程序需要构造符合MODBUS RTU或其他你所使用的协议格式的请求帧，并通过TCP发送给转换器。

接收并解析从转换器返回的数据。

测试与调试：

测试整个系统的连通性和稳定性。

调试可能出现的问题，比如通信超时、数据错误等。

一、485-TCP通讯模块

485转TCP通讯模块是一种常见的设备，用于将RS-485串行通信转换为基于TCP/IP的网络通信。这类模块可以帮助用户通过以太网远程访问和控制使用RS-485接口的设备，如PLC、传感器等。下面是关于如何设置和使用这种类型模块的一般指导步骤：

1. 硬件安装

连接电源：确保给模块提供正确的电源电压。

连接RS-485：按照模块上的指示正确连接A线（通常是负极）和B线（正极）。确保终端电阻的设置符合要求。

连接以太网：使用标准网线将模块连接到局域网交换机或直接连接到电脑。

2. 配置网络参数

大多数485转TCP模块可以通过Web界面进行配置。通常需要做以下几步：

获取IP地址：如果不知道模块的默认IP地址，可以查阅产品手册或联系供应商。有些模块支持自动DHCP获取IP地址。

登录管理界面：在电脑浏览器中输入模块的IP地址进入配置页面。

修改网络设置：根据实际网络环境调整IP地址、子网掩码、网关等信息。

设定端口号：定义用于监听的数据传输端口。

保存设置：完成配置后不要忘记保存更改，并重启设备使新设置生效。

3. RS-485参数配置

在配置界面中，设置与RS-485设备相匹配的波特率、数据位、停止位以及校验方式等通信参数。

如果是MODBUS RTU协议，还需要注意从站ID等特定参数的设置。

二、西门子1200MODBUS-TCP-FB块封装

西门子S7-1200系列PLC支持使用TIA Portal软件进行编程，可以通过FB（功能块）来封装特定的功能，如MODBUS TCP通信。为了实现MODBUS TCP通信，你需要利用TIA Portal中的库或自己创建一个自定义的功能块。以下是一个基本的步骤指南，用于在S7-1200 PLC中封装和使用MODBUS TCP功能块：

1. 准备工作

确保你有最新版本的TIA Portal软件。

安装并配置好以太网模块（如果需要的话）。

确认你的S7-1200 PLC固件版本支持MODBUS TCP。

2. 创建项目和程序

在TIA Portal中创建一个新的项目，并添加S7-1200 CPU。

创建一个新的程序块，例如一个组织块（OB1）或者函数块（FB）。

3. 使用库或创建自定义FB

使用现有库

TIA Portal可能包含了一些预定义的库，这些库提供了MODBUS TCP通信的功能块。检查是否有可用的库，如“SIMATIC S7-1200/1500 Modbus TCP Library”。

如果存在这样的库，导入它并按照文档说明使用其中的FB。

创建自定义FB

如果你需要创建自己的功能块，可以参考以下步骤：

定义数据结构：为MODBUS请求和响应定义适当的数据类型。

编写逻辑：根据MODBUS TCP协议编写发送和接收数据的逻辑。这通常涉及到TCP连接的建立、数据帧的构造、发送命令以及解析响应等操作。

错误处理：确保在功能块中包含适当的错误处理机制，以便在通信失败时能够妥善处理。

4. 示例代码片段

IF #stop THEN

#Relay[10] := TRUE;

END_IF;

#R_TRIG_Instance(CLK := #run,

Q => #Relay[1]);

IF #Relay[1] THEN

#IN[1].REQ := TRUE;

#Relay[10] := FALSE;

END_IF;

IF #Relay[10] = FALSE THEN

REGION 第一路读

#MB_CLIENT_Instance(REQ := #IN[1].REQ,

DISCONNECT := #IN[1].DESCON,

MB_MODE := #IN[1].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[1].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[1].DATA_LEN,

DONE => #OUT[1].Master_Done,

BUSY => #OUT[1].Master_Busy,

ERROR => #OUT[1].Master_Error,

STATUS => #OUT[1].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_1,

CONNECT := #tcp_connect[1]);

#IEC_Timer_0_Instance(IN := NOT #OUT[1].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[1].Master_Done OR #OUT[1].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance.Q THEN

#IN[1].REQ := FALSE;

#IN[2].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance.Q AND #OUT[1].Master_Busy THEN

#Error_ID := 1;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

#Relay[2] := TRUE; // 报错中继

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance.Q = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第二路读

#MB_CLIENT_Instance_1(REQ := #IN[2].REQ,

DISCONNECT := #IN[2].DESCON,

MB_MODE := #IN[2].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[2].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[2].DATA_LEN,

DONE => #OUT[2].Master_Done,

BUSY => #OUT[2].Master_Busy,

ERROR => #OUT[2].Master_Error,

STATUS => #OUT[2].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_2,

CONNECT := #tcp_connect[2]);

#IEC_Timer_0_Instance_1(IN := NOT #OUT[2].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[2].Master_Done OR #OUT[2].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_1.Q OR #OUT[1].Master_Busy THEN

#IN[2].REQ := FALSE;

#IN[3].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_1.Q AND #OUT[2].Master_Busy THEN

#Error_ID := 2;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_1.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第三路读

#MB_CLIENT_Instance_2(REQ := #IN[3].REQ,

DISCONNECT := #IN[3].DESCON,

MB_MODE := #IN[3].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[3].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[3].DATA_LEN,

DONE => #OUT[3].Master_Done,

BUSY => #OUT[3].Master_Busy,

ERROR => #OUT[3].Master_Error,

STATUS => #OUT[3].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_3,

CONNECT := #tcp_connect[3]);

#IEC_Timer_0_Instance_2(IN := NOT #OUT[3].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[3].Master_Done OR #OUT[3].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_2.Q OR #OUT[2].Master_Busy THEN

#IN[3].REQ := FALSE;

#IN[4].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_2.Q AND #OUT[3].Master_Busy THEN

#Error_ID := 3;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_2.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第四路读

#MB_CLIENT_Instance_3(REQ := #IN[4].REQ,

DISCONNECT := #IN[4].DESCON,

MB_MODE := #IN[4].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[4].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[4].DATA_LEN,

DONE => #OUT[4].Master_Done,

BUSY => #OUT[4].Master_Busy,

ERROR => #OUT[4].Master_Error,

STATUS => #OUT[4].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_4,

CONNECT := #tcp_connect[4]);

#IEC_Timer_0_Instance_3(IN := NOT #OUT[4].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[4].Master_Done OR #OUT[4].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_3.Q OR #OUT[3].Master_Busy THEN

#IN[4].REQ := FALSE;

#IN[5].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_3.Q AND #OUT[4].Master_Busy THEN

#Error_ID := 4;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_3.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第五路读

#MB_CLIENT_Instance_4(REQ := #IN[5].REQ,

DISCONNECT := #IN[5].DESCON,

MB_MODE := #IN[5].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[5].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[5].DATA_LEN,

DONE => #OUT[5].Master_Done,

BUSY => #OUT[5].Master_Busy,

ERROR => #OUT[5].Master_Error,

STATUS => #OUT[5].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_5,

CONNECT := #tcp_connect[5]);

#IEC_Timer_0_Instance_4(IN := NOT #OUT[5].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[5].Master_Done OR #OUT[5].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_4.Q OR #OUT[4].Master_Busy THEN

#IN[5].REQ := FALSE;

#IN[6].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_4.Q AND #OUT[5].Master_Busy THEN

#Error_ID := 5;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_4.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第六路读

#MB_CLIENT_Instance_5(REQ := #IN[6].REQ,

DISCONNECT := #IN[6].DESCON,

MB_MODE := #IN[6].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[6].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[6].DATA_LEN,

DONE => #OUT[6].Master_Done,

BUSY => #OUT[6].Master_Busy,

ERROR => #OUT[6].Master_Error,

STATUS => #OUT[6].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_6,

CONNECT := #tcp_connect[6]);

#IEC_Timer_0_Instance_5(IN := NOT #OUT[6].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[6].Master_Done OR #OUT[6].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[5].Master_Busy THEN

#IN[6].REQ := FALSE;

#IN[7].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_5.Q AND #OUT[6].Master_Busy THEN

#Error_ID := 5;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_5.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第七路读

#MB_CLIENT_Instance_6(REQ := #IN[7].REQ,

DISCONNECT := #IN[7].DESCON,

MB_MODE := #IN[7].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[7].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[7].DATA_LEN,

DONE => #OUT[7].Master_Done,

BUSY => #OUT[7].Master_Busy,

ERROR => #OUT[7].Master_Error,

STATUS => #OUT[7].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_7,

CONNECT := #tcp_connect[7]);

#IEC_Timer_0_Instance_6(IN := NOT #OUT[7].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[7].Master_Done OR #OUT[7].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[6].Master_Busy THEN

#IN[7].REQ := FALSE;

#IN[8].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q AND #OUT[7].Master_Busy THEN

#Error_ID := 7;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第八路读

#MB_CLIENT_Instance_7(REQ := #IN[8].REQ,

DISCONNECT := #IN[8].DESCON,

MB_MODE := #IN[8].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[8].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[8].DATA_LEN,

DONE => #OUT[8].Master_Done,

BUSY => #OUT[8].Master_Busy,

ERROR => #OUT[8].Master_Error,

STATUS => #OUT[8].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_8,

CONNECT := #tcp_connect[8]);

#IEC_Timer_0_Instance_7(IN := NOT #OUT[8].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[8].Master_Done OR #OUT[8].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[7].Master_Busy THEN

#IN[8].REQ := FALSE;

#IN[1].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_7.Q AND #OUT[8].Master_Busy THEN

#Error_ID := 7;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

END_IF;