基于S7-1500 CPU集成PN口的Modbus TCP通信快速入门

SIMATIC S7-1500 Modbus TCP通讯概述

S7-1500 PLC需要通过TIA Portal博途软件进行组态配置，从TIA Portal V12SP1开始软件中增加了S7-1500的Modbus TCP块库，用于S7-1500与支持Modbus TCP的通信伙伴进行通信，如下图2-1所示：

配置 S7-1500 CPU作为Modbus TCP Server与通信伙伴建立通讯

打开TIA Portal V13软件，新建一个项目，本例中命名为“S7_1500ModbusTCP_Final_V13”，在项目中添加CPU1516-3PN/DP，为集成的PROFINET接口新建一个子网并设置IP 地址，本例中为“192.168.1.30”，如图3-1所示：

在CPU1516-3PN/DP的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DB2“MB_SERVER_DB”，如图3-2所示：

之后在CPU1516-3PN/DP中添加一个全局数据块用于匹配功能块“MB_SERVER”的管脚参数“CONNECT”，本例中为数据块DB3“MB_TCON”，打开该数据块，手动输入一个“TCON_IP_v4”的数据类型，如图3-3所示：

创建一个全局数据块用于匹配功能块“MB_SERVER”的管脚参数“MB_HOLD_REG”，本例中为DB1“Server_DB”，用于存储保持寄存器的通信数据，需要注意的是该数据块必须为非优化数据块(支持绝对寻址)，在该数据块的属性中不勾选“优化的块访问”选项，如图3-5所示：

功能块“MB_SERVER”的其它管脚参数如表3-2所示：

上面提到保持寄存器功能块DB1“MB_Server”与管脚参数“MB_HOLD_REG”关联，对于其它数据类型，如线圈、离散输入、输入寄存器等通过功能块均已经与S7-1500的过程映像区进行了映射，其映射地址对应如图3-6所示：

设置完上述各管脚参数后，下载项目到CPU1516-3PN/DP中，打开Modsan32应用程序，下面以保持寄存器为例介绍通信测试过程。

在Modscan32的数据定义界面中设置数据类型为保持寄存器，并设置Modbus偏移量及长度，建立与CPU1516-3PN/DP集成PN口的通信连接，可以看到双方可以建立通信连接并进行数据读写，如图3-7所示：

对于其它数据类型，已与S7-1500CPU的过程映像区进行了映射，其过程类似。

使用功能块“MB_SERVER”的一些注意事项：

1）S7-1500 CPU的集成PN口通过功能块“MB_SERVER”支持与多个Modbus客户端的通信，支持的个数取决于CPU所支持的TCP连接数，必须为每一个客户端连接分别调用一次功能块“MB_SERVER”，其背景数据块、ID、端口号等参数必须唯一。

2）S7-1500 CPU的集成PN口可以同时作为Modbus TCP的Server及Client。

3）S7-1500 CPU的集成PN口支持多协议，除了运行Modbus TCP协议外，同时可以运行PROFINET、TCP/IP、S7等协议。

配置 S7-1500 CPU作为Modbus TCP Client与通信伙伴建立通讯

在上述新建的项目中增加一个CPU1516-3PN/DP的站点，设置PROFINET的IP 地址“192.168.1.30”，之后在CPU1516-3PN/DP的OB1组织块中添加Modbus TCP Client功能块“MB_CLIENT”，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_CLIENT_DB”，如图4-1所示：

同样在CPU1516-3PN/DP中添加一个全局数据块用于匹配功能块“MB_CLIENT”的管脚参数“CONNECT”，本例中为数据块DB2“MB_CLIENT_TCON”，打开该数据块，手动输入“TCON_IP_v4”的数据类型，如图4-2所示：

展开DB块后其“TCON_IP_v4”的数据类型的各参数设置如下：

创建一个全局数据块用于匹配功能块“MB_CLIENT”的管脚参数“MB_DATA_PTR”，本例中为DB3“MB_Client_Data”，用于存储Modbus通信的各数据类型，需要注意的是该数据块必须为非优化数据块(支持绝对寻址)，在该数据块的属性中不勾选“优化的块访问”选项，如图4-4所示：

对于功能块“MB_CLIENT”的其它参数管脚含义如表4-2所示：

之后，打开上述功能块“MB_CLIENT”的背景数据块，在“MB_UNIT_ID”参数中表示通信服务器伙伴的从站地址，该地址必须一致，如图4-6所示：

设置完上述各管脚参数后，下载项目到CPU1516-3PN/DP中，打开Modslave应用程序，下面以保持寄存器为例介绍通信测试过程。

在Modslave的数据定义界面中设置数据类型为保持寄存器，在功能块“MB_CLIENT”的“MB_DATA_ADDR”和“MB_DATA_LEN”设置起始地址和长度，可以看到双方可以建立通信连接并进行数据读写，如图4-7所示：

对于其它数据类型，测试过程类似。

使用功能块“MB_CLIENT”的一些注意事项：

1）S7-1500 CPU的集成PN口通过功能块“MB_CLIENT”支持与多个Modbus服务器的通信，支持的个数取决于CPU所支持的TCP连接数，必须为每一个服务器连接需要分别调用一次功能块“MB_CLIENT”，其背景数据块、ID 等参数必须唯一。

2）S7-1500 CPU的集成PN口可以同时作为Modbus TCP的Server及Client。

3）S7-1500 CPU的集成PN口支持多协议，除了运行Modbus TCP协议外，同时可以运行PROFINET、TCP/IP、S7等协议。

审核编辑：汤梓红