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S7-300/400集成PN口 MODBUS TCP 通訊(STEP7)
下面章節(jié)將介紹如何使用軟件選項(xiàng)包“ModbusTCP PN-CPU V2.6 ”的功能塊庫配置S7-300/400單站系統(tǒng)通過CPU的集成PN口與第三方模擬軟件進(jìn)行Modbus/TCP進(jìn)行通訊的詳細(xì)步驟
1.“ModbusTCP PN-CPU V2.6”塊庫使用說明
1) 該功能塊庫可以用于S7-300/400單站系統(tǒng)或ET200S帶CPU的接口模塊通過CPU的集成PN口進(jìn)行ModbusTCP通訊。
2) 由于需要在SIMATIC站與其他通訊伙伴之間建立TCP連接用于Modbus通訊，而對于CPU的集成PN口來說使通過Open IE(開放式以太網(wǎng)通訊)的方式來建立TCP連接， 因此需要調(diào)用SIMATIC S7標(biāo)準(zhǔn)功能塊，包括FB63(TSEND)、FB64(TRCV)、FB65(TCON)、FB66(TDISCON)完成TCP的連接管理和數(shù)據(jù)通訊。
需要注意的是對于用于Modbus TCP的功能塊FB63/64/65/66有一定的版本要求如下：
FB63(TSEND) V2.1或更高
FB64(TRCV) V2.2或更高
FB65(TCON) V2.4或更高
FB66(TDISCON) V2.1或更高
3) 通過 S7-CPU 的 PROFINET 接口 進(jìn)行 Modbus TCP 通信時(shí)，需要使用通信塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV"，要進(jìn)行Modbus TCP 通信，必須在數(shù)據(jù)塊中為每個(gè)連接指定相應(yīng)的參數(shù)，因此通過 Modbus TCP Wizard向?qū)к浖?，可以非常便捷地指定各連接的參數(shù)，通過 Modbus TCP Wizard ，只需指定各連接類型所需的相應(yīng)參數(shù)，之后，該向?qū)羞B接描述的所有參數(shù)的 DB 導(dǎo) 入到 STEP 7 項(xiàng)目中，向?qū)У陌惭b界面如下圖1所示，另外通過軟件包安裝集成到Step7后也有參數(shù)DB，具體可以根據(jù)實(shí)際的項(xiàng)目情況來進(jìn)行調(diào)整，詳細(xì)地內(nèi)容將在下面的配置章節(jié)中詳細(xì)描述。
圖1 Modbus TCP Wizard起始界面
Modbus TCP Wizard的相關(guān)信息及下載可以參考以下連接：關(guān)于創(chuàng)建 Modbus TCP 通信所需連接數(shù)據(jù)的向?qū)?(Modbus TCP Wizard)
當(dāng)將軟件選項(xiàng)包安裝完集成到Step7時(shí)，可以在Step7安裝文件的相應(yīng)目錄中找到塊庫、例程、英文手冊，如下圖2~4所示，在實(shí)際的項(xiàng)目調(diào)試過程中由于例子程序的各項(xiàng)功能比較完善，因此可以直接使用例子程序根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況修改相應(yīng)的參數(shù)即可，可以節(jié)省大量的參數(shù)設(shè)置時(shí)間，以下主要描述了使用軟件選項(xiàng)包” ModbusTCP PN-CPU V2.6"配置S7-300/400站基于CPU集成PN口進(jìn)行Modbus TCP通訊的詳細(xì)配置和編程步驟。
圖2 塊庫、例程、英文手冊和軟件注冊的文件夾位置
圖3 例程(注:當(dāng)找不到例程時(shí)可以通過”Browse..”按鈕來進(jìn)行查找)
圖4 功能塊庫(注:當(dāng)找不到塊庫時(shí)可以通過”Browse..”按鈕來進(jìn)行查找)
2. 配置S7-400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S7-400單站系統(tǒng)及Modscan32軟件為例，詳細(xì)介紹如何將S7-400單站系統(tǒng)通過CPU集成PN口配置為Server，Modscan32為Client進(jìn)行Modbus TCP通訊，下圖5為服務(wù)器功能塊庫的程序結(jié)構(gòu)及各功能塊完成的功能：
圖5 服務(wù)器功能塊庫程序結(jié)構(gòu)
注：Modscan32軟件可以從網(wǎng)上免費(fèi)下載得到，本例中使用的版本為V7.0版，由于各版本的功能不盡相同，因此需要注意版本問題。
2.1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：
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名稱 |
數(shù)量 |
訂貨號 |
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S7-400電源模塊PS 407 10A |
1 |
6ES7407-0KA01-0AA0 |
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S7-400 CPU414-3PN/DP |
1 |
6ES7414-3EM05-0AB0(V5.2) |
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S7-400 機(jī)架 |
1 |
6ES7400-1JA00-0AA0 |
|
網(wǎng)線 |
若干 |
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筆記本電腦 |
1 |
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表1 服務(wù)器硬件清單
所用到軟件如下表：
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名稱 |
訂貨號 |
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STEP7 V5.5 組態(tài)編程軟件 英文版 |
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“ ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件選項(xiàng)包 |
2XV9450-1MB02 |
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Modscan32 V7.0 |
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表2 服務(wù)器軟件清單
2.2 S7-400系統(tǒng)及Modscan32軟件組態(tài)
打開Step7軟件，新建一個(gè)工程項(xiàng)目文件，命名為“M_TCP_CPU_V26 (Server)”, 在項(xiàng)目下插入一個(gè)S7-400站，如下圖6所示：
圖6 新建S7-400 Station
雙擊插入的SIMATIC 400 Station的“Hardware”，打開硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)界面下分別插入機(jī)架，電源PS407、CPU414-3PN/DP，本例中將CPU的PN口IP地址設(shè)為192.168.70.2，如下圖7所示：
圖7 硬件組態(tài)并設(shè)置PN接口的IP地址
硬件組態(tài)完成后，編譯保存，并將例程站點(diǎn)“SIMATIC 400(Server)”中的程序（System data不需要拷貝）拷貝到該項(xiàng)目中。
由于需要在SIMATIC站與其他通訊伙伴之間建立TCP連接用于Modbus通訊，而對于CPU的集成PN口來說須通過Open IE(開放式以太網(wǎng)通訊)的方式來建立TCP連接， 通過 S7-CPU 的 PROFINET 接口 進(jìn)行 Modbus TCP 通信時(shí)，需要使用通信塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV"，要進(jìn)行 Modbus TCP 通信，必須在數(shù)據(jù)塊中為每個(gè)連接指定相應(yīng)的參數(shù)，相應(yīng)得參數(shù)在程序中主要由DB2“MODBUS_PARAM“來完成初始化，其中各參數(shù)的含義如下圖8、9所示：
圖8 DB2“MODBUS_PARAM“的TCP連接參數(shù)設(shè)置部分
關(guān)于DB2“MODBUS_PARAM”的TCP連接參數(shù)含義如下表3所示:
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類型 |
參數(shù) |
含義 |
|
OPEN IE 通訊參數(shù) |
block_length |
固定值W#16#40 |
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Id |
連接ID,用于FB63/64/65/66 |
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connection_type |
取決于CPU類型，用于FB65(TCON) TCP(兼容模式): CPU315、317<= FWV2.3 W#16#01； TCP:CPU315,317>= FW V2.4、IM151-8PN/DP CPU、CPU314C、CPU319、CPU412、CPU414與CPU416 W#16#11 |
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active_est |
主動(dòng)或被動(dòng)連接: S7作Client時(shí)為主動(dòng) TRUE S7作Server時(shí)為被動(dòng) FALSE |
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local_device_id |
取決于CPU類型： IM151-8PN/DP B#16#1 CPU314C、315、317 B#16#2 CPU319 B#16#3 CPU412、414、416 B#16#5 |
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local_tsap_id_len |
local_device_id的長度： 主動(dòng)連接時(shí) W#16#0 被動(dòng)連接時(shí) W#16#2 |
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rem_subnet_id_len |
未使用 |
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|
rem_staddr_len |
參數(shù)rem_staddr的長度： 未具體定義連接 B#16#0 有具體連接 B#16#4 |
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rem_tsap_id_len |
rem_tsap_id的長度： 主動(dòng)連接時(shí) W#16#2 被動(dòng)連接時(shí) W#16#0 |
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next_staddr_len |
通訊接口類型選擇: 通過外部CP模塊： 非0的其它值 通過CPU的集成PN 口： W#16#0 |
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local_tsap_id |
本地連接TSAP號,與參數(shù)connection_type有關(guān)： 1)connection_type= B#16#01時(shí) local_tsap_id[1] 本地連接端口號的低字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[2] 本地連接端口號的高字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[3-16] B#16#00 2)connection_type= B#16#11時(shí) local_tsap_id[1] 本地連接端口號的高字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[2] 本地連接端口號的低字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[3-16] B#16#00 |
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rem_subnet_id |
未使用 |
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rem_staddr |
通信伙伴的IP地址，與參數(shù)connection_type有關(guān)，以192.168.0.1為例： 1)connection_type= B#16#01時(shí) rem_staddr[1]= B#16#01(1), rem_staddr[2]= B#16#00(0) rem_staddr[3]= B#16#A8(168) rem_staddr[4]= B#16#C0(192) rem_staddr[5-6]=B#16#00(為IPV6預(yù)留) 2)connection_type= B#16#11時(shí) rem_staddr[1]= B#16#C0(192) rem_staddr[2]= B#16#A8(168) rem_staddr[3]= B#16#00(0) rem_staddr[4]= B#16#01(1) rem_staddr[5-6]=B#16#00(為IPV6預(yù)留) |
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rem_tsap_id |
遠(yuǎn)程連接TSAP號,與參數(shù)connection_type有關(guān)： 1)connection_type= B#16#01時(shí) local_tsap_id[1] 本地連接端口號的低字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[2] 本地連接端口號的高字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[3-16] B#16#00 2)connection_type= B#16#11時(shí) local_tsap_id[1] 本地連接端口號的高字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[2] 本地連接端口號的低字節(jié)[16進(jìn)制] local_tsap_id[3-16] B#16#00 |
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next_staddr |
CP的機(jī)架號和槽號，當(dāng)使用CPU的PN口時(shí)為 B#16#00 |
表3 DB2“MODBUS_PARAM”的TCP連接參數(shù)含義
圖9 DB2“MODBUS_PARAM”的Modbus參數(shù)設(shè)置部分
2.3 通訊測試
由于“ ModbusTCP PN-CPU V2.6”選項(xiàng)包支持功能碼FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能碼測試過程中類似，因此下面以FC03(讀寫保持寄存器)為例來說明通訊測試的整個(gè)過程，對于其他功能碼的測試將不再重復(fù)描述，對于Modbus的數(shù)據(jù)類型可參考下表4：
表4 Modbus數(shù)據(jù)類型
由于服務(wù)器主功能塊FB102“MODBUSPN”的參數(shù)需要初始化，因此分別在OB100及OB1中調(diào)用FB102，在OB100中調(diào)用FB102完成相關(guān)參數(shù)的初始化，FB102的管腳分布如下圖10所示：
圖10 FB102“MODBUSPN”的管腳參數(shù)定義
注意：在圖16中已經(jīng)填寫的參數(shù)不需要初始化，在OB1調(diào)用賦值；而未填寫的參數(shù)需要初始化，在OB100中調(diào)用完成。
打開Modscan32軟件，在“Connection--->connect”中打開連接屬性對話框，連接接口選擇“Remote TCP/IP Server”，IP Address分別填入CPU的IP地址192.168.70.2，Service為遠(yuǎn)程服務(wù)器的端口502，在協(xié)議的選擇對話框中可以定義傳輸模式、通訊超時(shí)響應(yīng)時(shí)間，報(bào)文發(fā)送間隔及允許寫多個(gè)保持寄存器等，這里分別保持缺省設(shè)置即可，如下圖11所示：
圖11 對應(yīng)TCP通訊的Modscan32連接窗口
下載硬件組態(tài)及程序到CPU中，將DB2“MODBUS_PARAM”的參數(shù)“server_client”使能為1，在 Modscan32的“Set up->Data Definition”中設(shè)置數(shù)據(jù)掃描周期、寄存器連接類型、起始地址、長度等，如下圖12所示：
圖12 Modscan32中Modbus數(shù)據(jù)參數(shù)定義
由于Modbus的內(nèi)部地址編排時(shí)基于數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層有一定的映射關(guān)系，因此Modbus的地址與SIMATIC中的DB塊的地址時(shí)按照一定的地址映射關(guān)系來相對應(yīng)，這樣造成了DB塊中有一定的地址偏移量，在本例中假設(shè)數(shù)據(jù)區(qū)的定義如下圖19所示，其DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址如下圖14所示：
圖13 本例中的數(shù)據(jù)區(qū)定義
圖14 DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址對應(yīng)關(guān)系
在Step7的項(xiàng)目程序中新建一個(gè)變量監(jiān)控表，插入需要監(jiān)控的參數(shù)和數(shù)據(jù)區(qū)變量，可以看到Modscan32軟件與CPU414-3PN/DP的數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)建立起來了，雙方可以進(jìn)行正常的保持寄存器數(shù)據(jù)讀寫操作，如下圖15所示：
圖15 通訊連接建立
3.配置S7-400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S7-400單站系統(tǒng)及ModSim32軟件為例，詳細(xì)介紹如何將S7-400單站系統(tǒng)CPU的集成PN口配置為Client，ModSim32為Server進(jìn)行Modbus TCP通訊，由于客戶端和服務(wù)器模式均使用相同的功能塊，因此客戶端功能塊庫的程序結(jié)構(gòu)及各功能塊完成的功能可以參考圖5。
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：
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名稱 |
數(shù)量 |
訂貨號 |
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S7-400電源模塊PS 407 10A |
1 |
6ES7407-0KA01-0AA0 |
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S7-400 CPU414-3PN/DP |
1 |
6ES7414-3EM05-0AB0(V5.2) |
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S7-400 機(jī)架 |
1 |
6ES7400-1JA00-0AA0 |
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網(wǎng)線 |
若干 |
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筆記本電腦 |
1 |
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表5 客戶端硬件清單
所用到軟件如下表：
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名稱 |
訂貨號 |
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STEP7 V5.5 組態(tài)編程軟件 英文版 |
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“ ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件選項(xiàng)包 |
2XV9450-1MB02 |
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ModSim32 免授權(quán)版本 |
可從網(wǎng)上免費(fèi)獲取 |
表6:客戶端軟件清單
3.2 S7-400單站系統(tǒng)與ModSim32軟件組態(tài)
打開Step7軟件，新建一個(gè)工程項(xiàng)目文件，命名為“M_TCP_CPU_V26(Client)”, 在項(xiàng)目下插入一個(gè)S7-400站，如下圖16所示：
圖16 新建S7-400 Station
雙擊插入的SIMATIC 400 Station的“Hardware”，打開硬件組態(tài)，在硬件組態(tài)界面下分別插入機(jī)架，電源PS407、CPU414-3PN/DP，本例中將CPU的PN口IP地址設(shè)為192.168.70.2，如下圖17所示：
圖17 硬件組態(tài)并設(shè)置CPU的IP地址
由于需要在SIMATIC站與其他通訊伙伴之間建立TCP連接用于Modbus通訊，而對于CPU的集成PN口來說須通過Open IE(開放式以太網(wǎng)通訊)的方式來建立TCP連接， 通過 S7-CPU 的 PROFINET 接口 進(jìn)行 Modbus TCP 通信時(shí)，需要使用通信塊 FB65 "TCON"、FB66 "TDISCON"、FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV"，要進(jìn)行 Modbus TCP 通信，必須在數(shù)據(jù)塊中為每個(gè)連接指定相應(yīng)的參數(shù)，相應(yīng)得參數(shù)在程序中主要由DB2“MODBUS_PARAM”來完成初始化，關(guān)于DB2“MODBUS_PARAM”各參數(shù)的含義請參見2.2章節(jié)中的圖8、9說明。
硬件組態(tài)完成后，編譯保存，并將例程站點(diǎn)“SIMATIC 400(Client)”中的程序（System data不需要拷貝）拷貝到該項(xiàng)目中。打開DB2“MODBUS_PARAM”并切換到數(shù)據(jù)視圖，修改需要訪問的Modbus TCP server的IP地址和端口號，本例中作為服務(wù)器的電腦IP為192.168.70.245，端口號為502；設(shè)置方式如下圖18所示：
圖18 S7-400單站系統(tǒng)做客戶端時(shí)不同的功能碼的參數(shù)定義
3.3通訊測
由于“ModbusTCP PN-CPU V2.6”選項(xiàng)包支持功能碼FC1，2，3，4，5，6，15，16，不同的功能碼測試過程中類似，因此下面同樣以FC03(讀寫保持寄存器)為例來說明通訊測試的整個(gè)過程，對于其他功能碼的測試將不再重復(fù)描述。
需要說明的是由于客戶端功能塊需要定義具體的功能碼，而主功能塊FB102“MODBUSPN”并沒有直接的管腳來定義功能碼，而是由DB2“MODBUS_PARAM”中的兩個(gè)參數(shù)“DATA_TYPE”和 “single-write”共同決定，詳細(xì)情況如下圖19所示：
圖19 S7-400單站系統(tǒng)做客戶端時(shí)不同的功能碼的參數(shù)定義
由于客戶端和服務(wù)器均使用相同的功能塊FB102“MODBUSPN”的參數(shù)需要初始化，因此分別在OB100及OB1中調(diào)用FB102，在OB100中調(diào)用FB102完成相關(guān)參數(shù)的初始化，FB102的管腳分布參見2.3章節(jié)中圖10的說明。
打開ModSim32軟件，在“Connection--->connect”中打開連接屬性對話框，連接接口選擇“Modbus/TCP svr”，TCP/IP Server Port為本地服務(wù)器的端口502，如下圖20所示：
圖20 ModSim32中設(shè)置端口號
下載硬件組態(tài)及程序到CPU中，將DB2“MODBUS_PARAM”的參數(shù)“server_client”使能為0，給參數(shù)ENQ_ENR發(fā)送脈沖信號；在打開的ModSim32軟件窗口設(shè)置寄存器連接類型、起始地址、長度等，如下圖21所示:
圖21 ModSim32中Modbus數(shù)據(jù)參數(shù)定義
關(guān)于SIMATIC中DB偏移量、Modbus物理編址、應(yīng)用層編址對應(yīng)關(guān)系請參考本文中2.3章節(jié)圖14的說明。
在Step7的項(xiàng)目程序中新建一個(gè)變量監(jiān)控表，插入需要監(jiān)控的參數(shù)和數(shù)據(jù)區(qū)變量，可以看到ModSim32軟件與CPU414-3PN/DP的數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)建立起來了，雙方可以進(jìn)行正常的保持寄存器數(shù)據(jù)讀寫操作(讀寫權(quán)限由參數(shù)"WRITE_ READ"決定)，如下圖22所示：
圖22 S7-400單站系統(tǒng)作為客戶端與ModSim32軟件通訊
4.“ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件包通訊使用總結(jié)及相關(guān)注意事項(xiàng)
由于是通過PC測試軟件模擬第三方設(shè)備與SIMATIC CPU的集成PN口進(jìn)行Modbus TCP通訊，因此在實(shí)際的第三方設(shè)備與CPU的集成PN口進(jìn)行通訊時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：
1) 由于訂貨號2XV9450-1MB02程序中會(huì)占用CPU 較大的裝載和工作存儲(chǔ)區(qū)，因此對于性能比較低特別是S7-300的低端CPU進(jìn)行通訊時(shí)必須考慮一定的富余量。
2) 對于SIMATIC S7，參數(shù)DB_x的數(shù)據(jù)區(qū)建議使用不同的DB 塊，使用同一個(gè)DB的不同地址區(qū)會(huì)造成地址編排混亂，另外參數(shù)Start_x與END_x 參數(shù)不能出現(xiàn)地址疊加情況。
3) 第三方設(shè)備的數(shù)據(jù)區(qū)與SIMATIC S7的數(shù)據(jù)DB塊的地址對應(yīng)關(guān)系可以先按照第三方的數(shù)據(jù)區(qū)域Modbus地址的偏移關(guān)系之后計(jì)算相應(yīng)的偏移量。
4)建議使用項(xiàng)目中的樣例程序，只須修改連接ID，定義通訊雙方的IP地址、端口號及相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)等，能減少編程量，只須把樣例程序放到一個(gè)單獨(dú)的FC塊中即可，樣例程序中定義了足夠的數(shù)據(jù)區(qū)，連接成功及錯(cuò)誤次數(shù)指示等。
5) Modbus TCP每一包的數(shù)據(jù)最多只能發(fā)送125個(gè)寄存器或2000個(gè)比特位，超過該范圍必須進(jìn)行分包處理。
6) S7-300/400作為Client能與多少個(gè)Server建立通訊或者作為Server時(shí)能與多少個(gè)Client通訊取決于產(chǎn)品所支持的TCP連接數(shù)，Modbus/TCP協(xié)議并沒有對此進(jìn)行約束和限制。
7)如果使用SIMATIC S7作為Modbus服務(wù)器，那么一些CPU的可用端口號會(huì)受到限制，以下端口號可用于本地端口，如下圖23所示:
圖23 SIMATIC作為Modbus服務(wù)器的端口號使用限制
詳細(xì)情況可參考以下FAQ連接:哪些通信口可以進(jìn)行 Modbus/TCP 通訊，作為 Modbus 服務(wù)器的 SIMATIC S7 CPU 可以與多少個(gè) Modbus 客戶端通信？
5 “ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件包授權(quán)
未經(jīng)授權(quán)的Modbus TCP軟件可用于測試和學(xué)習(xí)，不允許用于商業(yè)行為；未經(jīng)授權(quán)的軟件測試時(shí)CPU 的INTF指示燈紅色閃爍，并在CPU故障緩沖區(qū)生成錯(cuò)誤信息；同時(shí)，Modbus TCP功能塊報(bào)錯(cuò)，如圖24、25所示：
圖24 CPU診斷緩沖區(qū)報(bào)錯(cuò)
圖25 Modbus TCP功能塊報(bào)錯(cuò)A090
每個(gè)CPU都需要對功能塊MODBUSPN進(jìn)行授權(quán)。授權(quán)有兩個(gè)步驟：讀取IDENT_CODE和申請注冊碼REG_KEY。且在CPU中必須調(diào)用OB121。
5.1 讀取IDENT_CODE
1、下載程序并將CPU切換到RUN模式；
2、打開MODBUSPN（FB102）的背景塊DB102，確認(rèn)IDENT_CODE的偏移地址為54；如圖26所示：
圖26 確認(rèn)IDENT_CODE的偏移地址
3、打開變量監(jiān)視表，輸入DB102.DBB54開始的20個(gè)字節(jié)，偏移地址56開始的18個(gè)字符即為IDENT_CODE，監(jiān)控如圖27所示：
圖27 確認(rèn)IDENT_CODE
4、按上圖方式，獲取IDENT_CODE和軟件包裝上的License-No，并按照章節(jié)6.2和6.3的描述步驟申請注冊碼。
5.2 通過撥打西門子授權(quán)服務(wù)中心申請注冊碼REG_KEY
授權(quán)中心聯(lián)系方式：010-64757575
通過西門子授權(quán)服務(wù)中心申請注冊碼時(shí)，需要您提供所購買的軟件訂貨號、IDENT_CODE和軟件包裝上的License-No ，如圖27所示。
5.3 通過網(wǎng)站申請注冊碼REG_KEY
1、通過西門子技術(shù)支持網(wǎng)站申請，打開如下網(wǎng)址，點(diǎn)擊“技術(shù)問題提交”：
http://support.automation.siemens.com/CN/llisapi.dll?func=cslib.csinfo2&aktprim=99&lang=zh
圖28 技術(shù)支持網(wǎng)站
2、請按如下示例的步驟進(jìn)行操作（注意：由于步驟3搜索出來的參考信息無法解決授權(quán)問題，請直接點(diǎn)擊“繼續(xù)”進(jìn)入步驟4），如圖29~33所示。
圖29 步驟1
圖30 步驟2
圖31 步驟3
圖32 步驟4
圖33 步驟5
5.4 使用注冊碼REG_KEY
1、西門子授權(quán)中心收到技術(shù)支持申請后，將會(huì)盡快給您回復(fù)郵件；
2、當(dāng)獲取到注冊碼后，在項(xiàng)目中打開LICENSE_DB（DB3）；
3、通過菜單“View--->Data View”將DB塊切換到數(shù)據(jù)視圖模式，將獲取的17位注冊碼填寫到“Actual value”中，如圖34所示。
圖34 輸入注冊碼
4、將LICENSE_DB（DB3）下載到CPU中，CPU的INTF指示燈熄滅；并可通過查看MODBUSPN（FB102）的輸出引腳LICENSED為true且不再報(bào)A090錯(cuò)誤代碼，確認(rèn)注冊碼激活成功，如圖35所示。
圖35 注冊碼激活成功
6. CPU集成PN口進(jìn)行Modbus TCP通訊FB輸出常見故障代碼及處理
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STATUS(Hex) |
故障原因 |
處理措施 |
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參數(shù)STATUS_MODBUS代碼含義 |
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A001 |
數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_PARAM)長度過短 |
修改DB長度 |
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A002 |
參數(shù)END_x小于Start_x |
修改參數(shù)END_x大于Start_x |
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A003 |
Modbus地址映射的DB塊的數(shù)據(jù)區(qū)長度太短，最低長度: -寄存器: (START_ADDRESS – start_x + LENGTH) * 2 -位 (START_ADDRESS – start_x + LENGTH) / 8 其他可能的原因: ·參數(shù)初始化錯(cuò)誤(CPU為Client時(shí)) ·客戶端請求報(bào)文時(shí)錯(cuò)誤的地址區(qū)域(CPU為Server時(shí)) |
擴(kuò)展DB區(qū)域 當(dāng)CPU為Client時(shí)： 修改參數(shù)START-ADDRESS或者LENGTH 當(dāng)CPU為Server時(shí)： 修改客戶端的請求 |
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A004 |
僅在CP為Client時(shí)才有此故障： 參數(shù)DATA_TYPE及WRITE_READ設(shè)置不匹配，不可能對輸入寄存器或離散輸入進(jìn)行寫操作 |
修改此兩個(gè)參數(shù) |
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A005 |
CP為Client時(shí)： 參數(shù)LENGTH設(shè)置無效 CP為Server時(shí)： Client請求的寄存器號無效,合法的數(shù)據(jù)類型范圍如下: 讀線圈/離散輸入: 1 to 2000 寫線圈: 1 to 1968 讀寄存器: 1 to 125 寫保持寄存器: 1 to 123 |
CPU為Client時(shí)： 修改參數(shù)LENGTH CPU為Server時(shí)： 修改Client請求的寄存器地址 |
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A006 |
CP為客戶端時(shí)： 數(shù)據(jù)區(qū)1-8中對應(yīng)的Modbus地址范圍(DATA_TYPE, START_ADDRESS和 LENGTH )不存在 CP為服務(wù)器時(shí)： 客戶端請求的報(bào)文不正確 |
CPU為Client時(shí)： 修改參數(shù)DATA_TYPE,START-ADDRESS或者LENGTH CPU為Server時(shí)： 修改Client 請求或修改參數(shù)data_type_x |
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A007 |
CPU為Client時(shí)： 參數(shù)RECV_TIME或CONN_TIME時(shí)間設(shè)置無效，RECV_TIME最少20ms, CONN_ TIME為100ms |
修改此兩參數(shù) |
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A009 |
僅在CPU為Client時(shí)發(fā)生，標(biāo)示符TI與發(fā)送方不一致，連接中斷 |
修正通訊伙伴的報(bào)文 |
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A00A |
CPU為Client時(shí)： 接收參數(shù)UNIT 與發(fā)送的不一致 |
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A00B |
CPU為Client時(shí)： 接收與發(fā)送功能碼不一致 CPU為Server時(shí)： 無效的功能碼被接收 |
CPU為Client時(shí)： 檢查通訊伙伴的數(shù)據(jù)報(bào)文格式 CPU為Server時(shí)： 注意FB MODBUSPN僅支持功能碼FC01，02，03，04，05，06、15，16 |
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A00C |
接收到的字節(jié)長度與寄存器地址+不匹配，連接中斷 |
檢查通訊伙伴的數(shù)據(jù)報(bào)文格式
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A00D |
僅在CPU 為Client 時(shí)發(fā)生: 響應(yīng)的MODBUS寄存器地址與請求的不一致 |
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A00E |
MODBUS報(bào)文報(bào)頭的長度與寄存器地址不匹配，FB將忽略 |
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A00F |
非0的協(xié)議標(biāo)示符被接收,通訊中斷 |
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A010 |
參數(shù)DB1-DB8中有重復(fù)使用的DB塊 |
修改為單獨(dú)的DB |
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A011 |
參數(shù)DATA_TYPE設(shè)置無效(范圍為1-4) |
修改該參數(shù) |
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A012 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_2設(shè)置重疊
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統(tǒng)一類型的寄存器地址不能有疊加情況 |
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A013 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_3設(shè)置重疊 |
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A014 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_4設(shè)置重疊 |
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A015 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_5設(shè)置重疊 |
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A016 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_6設(shè)置重疊 |
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A017 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A018 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A019 |
當(dāng)參數(shù)data_type_x設(shè)置不為0時(shí)，db_x被賦值0 |
DB塊號不能為0 |
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A01A |
Modbus報(bào)頭中錯(cuò)誤的長度(1-253字節(jié)有效) |
檢查通訊伙伴的數(shù)據(jù)報(bào)文格式 |
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A01F |
FB MODBUSPN處于無效的連接狀態(tài) |
聯(lián)系產(chǎn)品支持 |
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A023 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_3設(shè)置重疊
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統(tǒng)一類型的寄存器地址不能有疊加情況
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A024 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_4設(shè)置重疊 |
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A025 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_5設(shè)置重疊 |
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A026 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_6設(shè)置重疊 |
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A027 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A028 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A034 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_4設(shè)置重疊 |
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A035 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_5設(shè)置重疊 |
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A036 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_6設(shè)置重疊 |
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A037 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A038 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A045 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_5設(shè)置重疊 |
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A046 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_6設(shè)置重疊 |
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A047 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A048 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_8設(shè)置重疊 |
||
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A056 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_6設(shè)置重疊 |
||
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A057 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A058 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A067 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_6和data_type_7設(shè)置重疊 |
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A068 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_6和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A078 |
數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_7和data_type_8設(shè)置重疊 |
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A079 |
參數(shù)ID在DB(MODBUS_PARAM)中未定義 |
修改參數(shù)ID |
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A07A |
無效的參數(shù)ID(ID值范圍為1-4095) |
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A07B |
參數(shù)ID在DB(MODBUS_PARAM)中存在2次 |
修改DB塊DB(MODBUS_PARAM) |
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A07C |
參數(shù)data_type_x無效(范圍1-4) |
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A07D |
參數(shù)data_type_1未定義，data_type_1為缺省的使用數(shù)據(jù)區(qū)，需要定義 |
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A07E |
參數(shù)DB_x與DB(MODBUS_PARAM)或FB102的背景DB號沖突 |
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A07F |
FB102接口參數(shù)PARAM_DB錯(cuò)誤，非通訊參數(shù)DB |
指定正確的DB給接口參數(shù)PARAM_DB |
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A080 |
數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_PARAM)更改但沒有執(zhí)行CPU重起 |
數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_PARAM)需要初始化，當(dāng)更改時(shí)需要CPU重起 |
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A081 |
CP為Client且使用FC05功能碼時(shí): 接收的線圈狀態(tài)與發(fā)送不一致 |
通過抓包工具來分析和修正通訊伙伴的報(bào)文 |
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A082 |
CP為Client且使用FC06功能碼時(shí): 接收的寄存器值與發(fā)送不一致 |
通過抓包工具來分析和修正通訊伙伴的報(bào)文 |
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A083 |
僅在CP為Client時(shí):在上一個(gè)請求還沒有處理完成時(shí)又發(fā)送新的請求 |
等待DONE =TRUE 或 ERROR = TRUE后再發(fā)送新請求 |
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A084 |
授權(quán)碼”IDENT_CODE”不能識別 |
聯(lián)系產(chǎn)品支持 |
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A085 |
在授權(quán)期間由于無效的寫權(quán)限導(dǎo)致發(fā)生錯(cuò)誤 |
對于授權(quán)DB，確認(rèn)參數(shù)REG_KEY的結(jié)構(gòu)是否正確 |
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A090 |
功能塊未授權(quán)，此為一狀態(tài)信息，參數(shù)ERROR并不會(huì)置1，功能塊在未授權(quán)情況仍然可以運(yùn)行而不影響通訊 |
針對CPU讀出預(yù)授權(quán)解碼，之后按照授權(quán)操作向IT4industry.部門索取授權(quán)碼 |
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A091 |
收到異常響應(yīng)碼1(僅在Client模式)，連接將終止和重新建立 |
通訊伙伴不支持請求的報(bào)文 |
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A092 |
收到異常響應(yīng)碼2(僅在Client模式)，無效的或不存在的地址請求 |
確認(rèn)參數(shù)LENGTH 或START_ADDRESS 是否正確 |
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A093 |
收到異常響應(yīng)碼3(僅在Client模式) |
通訊伙伴無法執(zhí)行報(bào)文接收(例如請求長度不支持等) |
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A094 |
收到異常響應(yīng)碼4(僅在Client模式) |
通訊伙伴無法執(zhí)行報(bào)文接收 |
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A095 |
收到未知的異常響應(yīng)碼(僅在Client模式) |
通過抓包工具來分析和修正通訊伙伴的報(bào)文 |
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參數(shù)STATUS_CONN代碼含義 |
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A100 |
CONN_TIME與RECV_TIME時(shí)間超出，RECV_TIME超出時(shí)連接終止 |
檢查連接參數(shù) |
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A101 |
參數(shù)TDISCON的監(jiān)控時(shí)間超出 |
聯(lián)系產(chǎn)品供應(yīng)商 |
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SFC6/20故障代碼 |
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7xxx |
請參考SIMATIC的在線幫助 |
通過在線幫助SIMATIC manager -> mark block -> key F1 –> Ethernet -> see also -> code buation可以查到相關(guān)幫助信息 |
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8xxx |
請參考SIMATIC的在線幫助 |
通過在線幫助SIMATIC manager -> mark block -> key F1 –> Ethernet -> see also -> code buation可以查到相關(guān)幫助信息 |
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FB63,64,65,66故障代碼 |
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7xxx |
請參考SIMATIC的在線幫助 |
通過在線幫助SIMATIC manager -> mark block -> key F1 –> Ethernet -> see also -> code buation可以查到相關(guān)幫助信息 |
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8xxx |
請參考SIMATIC的在線幫助 |
通過在線幫助SIMATIC manager -> mark block -> key F1 –> Ethernet -> see also -> code buation可以查到相關(guān)幫助信息 |
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SFC24故障代碼 |
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80A1 |
DB=0或超出了CPU允許的范圍 |
選擇有效的DB |
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80B1 |
DB塊在CPUU中不存在 |
DB_x參數(shù)中的DB塊必須創(chuàng)建并下載到CPU中 |
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80B2 |
DB塊被創(chuàng)建為“Unbed”類型 |
DB塊不能創(chuàng)建為“Unbed”類型 |
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硬件列表
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設(shè)備名稱 |
設(shè)備型號 |
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PS 307 |
6ES7 307-1EA01-0AA0 |
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CPU 319-3PN/ DP |
6ES7 318-3EL00-0AB0 |
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MMC |
6ES7 953-8LG30-0AA0 |
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CP341 |
6ES7 341-1CH02-0AE0 |
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Dongle |
6ES7 870-1AB01-0YA0 |
應(yīng)用CP341進(jìn)行 MODBUS協(xié)議通信時(shí)需要有Dongle的支持。在使用之前先將Dongle安裝在CP341模塊的背面的Dongle插槽中，Dongle和插入Dongle前后的CP341如下圖所示。
圖1
組態(tài)和配置
1、打開軟件TIA PORTAL
圖2
STEP7 V13，點(diǎn)擊項(xiàng)目->新建...創(chuàng)建一新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為341_modbus_Master。
2、用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“添加新設(shè)備”，選擇SIMATIC S7-300->CPU->CPU 319-3PN/DP->6ES7 318-3EL00-0AB0。
圖3
3、雙擊“設(shè)備組態(tài)”進(jìn)入硬件組態(tài)界面，導(dǎo)軌RACK和CPU 319-3PN/DP已經(jīng)存在，只需要插入PS307和CP341。
圖4
4、雙擊CP341模板，進(jìn)入CP341的屬性框，配置CP341參數(shù)。
圖5
5、在“協(xié)議”選項(xiàng)中選擇“Modbus主站”。配置modbus通信參數(shù)，設(shè)定的通信參數(shù)要和通訊伙伴的相同。傳輸率（通信波特率）：9600bps，數(shù)據(jù)位：8位，停止位：1位，奇偶校驗(yàn)：無。
圖6
6、本示例選用的是RS422/485接口的CP341，還需要設(shè)置接口屬性，如下圖所示。
圖7
編寫通信程序
1、雙擊“添加新塊”，創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB10和接收數(shù)據(jù)塊DB11，發(fā)送數(shù)據(jù)塊的名稱為Send，接收數(shù)據(jù)塊的名稱為Rev；如下圖所示，發(fā)送數(shù)據(jù)塊中新建幾個(gè)變量，從站地址為2，功能碼為3，起始地址為0，讀4個(gè)寄存器數(shù)據(jù)，具體功能碼3 的使用參見手冊“S7串行通信模板Modbus RTU主站可裝載驅(qū)動(dòng)的操作說明” 6.3章節(jié)的說明；如下圖所示，接受數(shù)據(jù)塊中新建1個(gè)數(shù)據(jù)類型Array的變量，數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型為Byte，數(shù)量為400。
圖8
圖9
2、進(jìn)入主程序OB1，從通信->通信處理器->PtP鏈接：CP341，調(diào)用發(fā)送功能塊P_SND_RK和接收功能塊P_RCV_RK。P_SND_RK的背景數(shù)據(jù)塊為DB1，P_RCV_RK的背景數(shù)據(jù)塊為DB2。
圖10
CP341的發(fā)送功能塊P_SND_RK 的參數(shù)設(shè)置見下表。
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管腳 |
解釋描述 |
|
SF |
‘S’為發(fā)送，此處必須為大寫的‘S’ |
|
LADDR |
硬件組態(tài)中的起始邏輯地址，本例中為256，見圖11。 |
|
REQ |
發(fā)送數(shù)據(jù)觸發(fā)位，上升沿觸發(fā)，本例中為M0.5，為時(shí)鐘存儲(chǔ)器的位，見圖12。 |
|
DB_NO |
發(fā)送數(shù)據(jù)塊號，本例中為10（DB10） |
|
DBB_NO |
發(fā)送數(shù)據(jù)的起始地址，本例中為0（DB10.DBB0） |
|
LEN |
發(fā)送數(shù)據(jù)的長度，本例中為6 |
|
R_TYP |
‘X’為擴(kuò)展的數(shù)據(jù)塊，此處必須為大寫的‘X’ |
|
R |
取消通訊，本例中不用 |
|
DONE |
發(fā)送完成位，發(fā)送完成后為TRUE，同時(shí)沒有錯(cuò)誤 |
|
ERROR |
錯(cuò)誤位，為TRUE說明有錯(cuò)誤 |
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STATUS |
狀態(tài)字，標(biāo)識錯(cuò)誤代碼，查看Modbus Master手冊獲得相應(yīng)的說明 |
|
其它參數(shù) |
本例中不用 |
CP341的接收功能塊P_RCV_RK 的參數(shù)設(shè)置見下表。
|
管腳 |
解釋描述 |
|
LADDR |
硬件組態(tài)中的起始邏輯地址，本例中為256，見圖11。 |
|
DB_NO |
發(fā)送數(shù)據(jù)塊號，本例中為11（DB11）。 |
|
DBB_NO |
發(fā)送數(shù)據(jù)的起始地址，本例中為0（DB11.DBB0）。 |
|
LEN |
接收數(shù)據(jù)的長度，本例中為MW22，只顯示一個(gè)掃描周期，即：只有在接收到數(shù)據(jù)的當(dāng)前周期，此值不為0。 |
|
EN_R |
使能接收位，本例中為M20.0，常閉點(diǎn)， 始終保持接收狀態(tài)。 |
|
R |
取消通訊，本例中不用。 |
|
NDR |
接收完成位，接收完成并沒有錯(cuò)誤為TRUE，只顯示一個(gè)掃描周期。 |
|
ERROR |
錯(cuò)誤位，為TRUE說明有錯(cuò)誤，只顯示一個(gè)掃描周期。 |
|
STATUS |
狀態(tài)字，標(biāo)識錯(cuò)誤代碼，只顯示一個(gè)掃描周期，查看Modbus Master手冊獲得相應(yīng)的說明。 |
|
其它參數(shù) |
本例中不用 |
圖11
圖12
設(shè)備連接
本文檔使用的CP341的接口是RS232C，因此需要通過標(biāo)準(zhǔn)的RS232C電纜來連接CP341和計(jì)算機(jī)的串口.
具體的電纜連接方法請查看:串口接線
如果使用的CP341是RS485接口的模塊，需要使用RS232C/RS485轉(zhuǎn)換器（需要選購第三方設(shè)備）。
通信測試
前面使用 TIA Step7 軟件已經(jīng)將通信CP341的通信工作做完，下面進(jìn)行通信測試。這里使用串口通訊測試軟件ModSim32軟件來測試CP341和計(jì)算機(jī)的通信，步驟如下
1、雙擊ModSim32軟件圖標(biāo)，新建項(xiàng)目，點(diǎn)擊Port1，進(jìn)入端口1做設(shè)置，本例計(jì)算機(jī)只有一個(gè)端口，所以就對端口1做設(shè)置，如果計(jì)算機(jī)有多個(gè)端口，要注意所選端口。
圖13
2、進(jìn)入Port1設(shè)置界面，設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)等參數(shù)，要和CP341的參數(shù)相同。
圖14
3、點(diǎn)擊“OK”，選擇軟件的03功能碼界面，本例設(shè)置03功能碼的10個(gè)數(shù)據(jù)，其中前4個(gè)數(shù)據(jù)分別設(shè)置成1—4。
圖15
4、首先將硬件配置和程序下載到CPU319-3PN/DP中，時(shí)鐘脈沖信號M0.5從0跳變成1時(shí)，CP341將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
圖16
5、M20.0為常閉點(diǎn)，程序下載完成，CPU運(yùn)行后，就始終處于接收狀態(tài)。在STEP7中打開接收數(shù)據(jù)塊DB11監(jiān)控接收到的數(shù)據(jù)，可以看到發(fā)送的數(shù)據(jù)被正確的接收。
圖17
手冊下載
更詳細(xì)的資料請參看如下手冊：
湖南 西門子 6ES7317-7TK10-0AB0
