淺談S7-300 CPU集成PN口配置的Modbus TCP通訊技術(shù)

2.配置S7-300單站系統(tǒng)通過CPU集成PN口作為Client進(jìn)行Modbus TCP通訊

下面以S7-300單站系統(tǒng)及Modbus Slave軟件為例，詳細(xì)介紹如何將S7-300單站系統(tǒng)CPU的集成PN口配置為Client，Modbus Slave作為Server進(jìn)行Modbus TCP通訊。

2.1硬件設(shè)備及軟件

本例中所用的硬件設(shè)備如下表：

?

所用到軟件如下表：

?

?

2.2 S7-300單站系統(tǒng)與Modbus Slave軟件組態(tài)

打開TIA軟件，新建一個工程項目文件，命名為“PN_MODBUS TCP Client”,?在項目下插入一個S7-300站，如下圖1所示：?

圖1?新建S7-300 Station

打開設(shè)備視圖，修改CPU的IP地址，本例中將CPU的PN口IP地址設(shè)為192.168.0.220，如下圖17所示：

圖2?設(shè)備視圖中設(shè)置CPU的IP地址

2.3組態(tài)工藝對象

①選擇添加工藝對象“Modbus”---"其他"---“MODBUS TCP”---"MB_PN_PARAM"

圖3?新增工藝對象

②設(shè)置“連接設(shè)置”

連接ID:連接引用標(biāo)識符（范圍1~4095），在之后調(diào)用指令時會使用該參數(shù)

連接建立:PLC做MODBUS TCP客戶端，選擇主動。

遠(yuǎn)程IP地址：圖中的IP地址（192.168.0.228）為 筆記本電腦的IP地址

本地設(shè)備ID：選擇PLC的設(shè)備類型

本地端口：作為客戶端，可不指定固定端口

伙伴端口:圖中502端口為Modbus Slave的端口號

圖4?組態(tài)工藝對象

③Modbus 設(shè)置“內(nèi)部”

圖5?組態(tài)工藝對象

③Modbus 設(shè)置“數(shù)據(jù)區(qū)域”

下圖中設(shè)置了4個Modbus數(shù)據(jù)區(qū)域

圖6?組態(tài)工藝對象

2.4根據(jù)工藝對象中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)區(qū)域添加數(shù)據(jù)塊

根據(jù)步驟3.3工藝對象中設(shè)置的數(shù)據(jù)區(qū)域，添加四個數(shù)據(jù)塊，如下圖所示

圖7?創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊

圖8?創(chuàng)建存放MODBUS 線圈數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊

圖9?創(chuàng)建存放MODBUS 數(shù)字量輸入類型的數(shù)據(jù)塊

圖10?創(chuàng)建存放MODBUS 保持寄存器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊

圖11?創(chuàng)建存放MODBUS 輸入寄存器據(jù)的數(shù)據(jù)塊

2.5創(chuàng)建具有可用于授權(quán)的注冊表項的數(shù)據(jù)塊

創(chuàng)建授權(quán)密鑰數(shù)據(jù)塊DB3（名稱REG_KEY），選擇類型為“全局DB”，打開該DB塊，創(chuàng)建變量“REG_KEY”，數(shù)據(jù)類型為“String[17]”，如圖所示：

圖12?創(chuàng)建存放授權(quán)碼的數(shù)據(jù)塊

授權(quán)密鑰的獲取方法，參考//www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/published/Comm/Comm_9.4/Comm_9.4.html

2.6調(diào)用OB121

由于在獲取授權(quán)密鑰前，“MODBUSPN”指令是無授權(quán)狀態(tài)，會使CPU報錯而停機(jī)。而為了讀取CPU 的“IDENT_CODE”碼，需要CPU運(yùn)行起來，則必須添加編程錯誤組織塊OB121，如下圖所示：

圖13?調(diào)用OB121

2.7調(diào)用通信指令

調(diào)用MODBUS TCP指令（通信---其他---MODBUS_TCP---MODBUSPN），填寫參數(shù)。

為了在通信故障時查找原因，編寫程序段2捕獲錯誤代碼。

圖14?調(diào)用“MODBUSPN”指令

2.8初始化指令

創(chuàng)建啟動組織塊OB100（名稱COMPLETE RESTART），語言為“STL”，打開該OB塊，置位初始化位輸入管腳寄存器，如圖所示：

圖15?初始化“MODBUSPN”指令

2.9通信測試

示例1：客戶端讀取服務(wù)器【 數(shù)字量輸入】，偏移量3，長度為2的數(shù)據(jù)

圖16?通信測試示例

示例2：客戶端讀取服務(wù)器【輸入寄存器】，偏移量0，長度為3的數(shù)據(jù)

圖17?通信測試示例

示例3：客戶端讀取服務(wù)器【線圈寄存器】，偏移量0，長度為8的數(shù)據(jù)

圖18?通信測試示例

示例4：客戶端讀取服務(wù)器【保持寄存器】，偏移量0，長度為3的數(shù)據(jù)

圖19?通信測試示例

示例5：客戶端寫入數(shù)據(jù)到服務(wù)器【保持寄存器】，偏移量5，長度為5的數(shù)據(jù)

圖20?通信測試示例

示例6：客戶端寫入數(shù)據(jù)到服務(wù)器【線圈寄存器】，偏移量0，長度為8的數(shù)據(jù)

圖21?通信測試示例

3.配置S7-300單站系統(tǒng)通過CPU集成PN口作為Server進(jìn)行Modbus TCP通訊

下面以S7-300單站系統(tǒng)及ModScan32軟件為例，詳細(xì)介紹如何將S7-300單站系統(tǒng)CPU的集成PN口配置為Server，ModScan32作為Client進(jìn)行Modbus TCP通訊。

3.1例子中使用的硬件設(shè)備及軟件

本例中所用的硬件設(shè)備如下表：

?

?

所用到軟件如下表：

?

?

3.2 S7-300單站系統(tǒng)與ModScan32軟件組態(tài)

打開TIA軟件，新建一個工程項目文件，命名為“PN_MODBUS TCP Server”,?在項目下插入一個S7-300站，如下圖所示：?

圖22?新建S7-300 Station

打開設(shè)備視圖，修改CPU的IP地址，本例中將CPU的PN口IP地址設(shè)為192.168.0.220，如下圖17所示：

圖23?設(shè)備視圖中設(shè)置CPU的IP地址

3.3組態(tài)工藝對象

①新增工藝對象，選擇“Modbus”---"其他"---“MODBUS_TCP”---"MB_PN_PARAM"

圖24?新增工藝對象

②設(shè)置“連接設(shè)置”

連接ID:連接引用標(biāo)識符（范圍1~4095），在之后調(diào)用指令時會使用該參數(shù)

連接建立:PLC做MODBUS TCP服務(wù)器，選擇被動。

遠(yuǎn)程IP地址：可以指定或者不指定連接伙伴的IP地址。

本地設(shè)備ID：選擇PLC的設(shè)備類型

本地端口：指定固定端口

伙伴端口：可不指定

圖25?組態(tài)工藝對象

③Modbus 設(shè)置“內(nèi)部”

圖26?組態(tài)工藝對象

④Modbus 設(shè)置“數(shù)據(jù)區(qū)域”

下圖中設(shè)置了4個Modbus數(shù)據(jù)區(qū)域

圖27?組態(tài)工藝對象

3.4根據(jù)工藝對象中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)區(qū)域添加數(shù)據(jù)塊

根據(jù)步驟3.3工藝對象中設(shè)置的數(shù)據(jù)區(qū)域，添加四個數(shù)據(jù)塊，如下圖所示

圖28?創(chuàng)建數(shù)據(jù)塊

圖29?創(chuàng)建存放MODBUS 線圈數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊

圖30?創(chuàng)建存放MODBUS 數(shù)字量輸入類型的數(shù)據(jù)塊

圖31?創(chuàng)建存放MODBUS 保持寄存器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊

圖32?創(chuàng)建存放MODBUS 輸入寄存器據(jù)的數(shù)據(jù)塊

3.5創(chuàng)建具有可用于授權(quán)的注冊表項的數(shù)據(jù)塊

創(chuàng)建授權(quán)密鑰數(shù)據(jù)塊DB3（名稱REG_KEY），選擇類型為“全局DB”，打開該DB塊，創(chuàng)建變量“REG_KEY”，數(shù)據(jù)類型為“String[17]”，如圖所示：

圖33?創(chuàng)建存放授權(quán)碼的數(shù)據(jù)塊

授權(quán)密鑰的獲取方法，參考//www.ad.siemens.com.cn/productportal/Prods/published/Comm/Comm_9.4/Comm_9.4.html

3.6調(diào)用OB121

由于在獲取授權(quán)密鑰前，“MODBUSPN”指令是無授權(quán)狀態(tài)，會使CPU報錯而停機(jī)。而為了讀取CPU 的“IDENT_CODE”碼，需要CPU運(yùn)行起來，則必須添加編程錯誤組織塊OB121，如下圖所示：

圖34?OB121

3.7調(diào)用通信指令

調(diào)用MODBUS TCP指令（通信---其他---MODBUS_TCP---MODBUSPN），填寫參數(shù)。

為了在通信故障時查找原因，編寫程序段2捕獲錯誤代碼。

圖35?調(diào)用“MODBUSPN”指令

3.8初始化指令

創(chuàng)建啟動組織塊OB100（名稱COMPLETE RESTART），語言為“STL”，打開該OB塊，置位初始化位輸入管腳寄存器，如下圖所示：

圖36?初始化“MODBUSPN”指令

3.9建立和客戶端的連接

按照如下設(shè)置，使能服務(wù)器端，并使用ModScan32建立連接

圖37?建立和客戶端的連接

3.9通信測試

示例1：客戶端讀寫服務(wù)器【 線圈寄存器 】，偏移量0，長度為10的數(shù)據(jù)

圖38?通信測試示例

示例2：客戶端讀取服務(wù)器【 數(shù)字量輸入寄存器 】，偏移量0，長度為10的數(shù)據(jù)

圖39?通信測試示例

示例3：客戶端讀寫服務(wù)器【 保持寄存器 】，偏移量0，長度為10的數(shù)據(jù)

圖40?通信測試示例

示例4：客戶端讀取服務(wù)器【 模擬量輸入寄存器 】，偏移量0，長度為10的數(shù)據(jù)

圖41?通信測試示例

編輯：黃飛

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