基于S7-300 400 CPU PN口的ModbusTCP通讯

1、主题：应用探讨基于s7-300/400 cpu pn口的modbus/tcp通讯 modbus/tcp 是运行在tcp/ip上的modbus 报文传输协议,通过此协议，控制器相互之间通过网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信,modbus/tcp 协议已经成为一通用工业网络应用层的标准，在2004 年成为国家标准,因此得到了非常广泛的应用,对于西门子而言,同样有基于modbus/tcp的通讯解决方案,包括plc,hmi等,开设本话题主要召集大家讨论针对s7-300/400 cpu集成pn口的modbus/tcp通讯解决方案进行探讨,主要在以下几个方面进行交流: 1 软件包中的安装和使用 2

2、如何充分利用功能块库中的例子程序 3 cpu的集成pn口如何建立tcp连接,与cp又有何不同 4 不同的块库版本的区别5 plc与多个设备进行通讯时如何优化程序,plc能够与多少个设备进行通讯 6 地址映射,通讯诊断 7 如何利用open modbus/tcp wizard来创建参数db 与此相关,在下载中心中推荐一篇入门文档,作为s7-300/400 cpu集成pn口的modbus/tcp入门文档,希望能够给大家帮助 a0401 基于s7-300,400 cpu集成pn 接口 modbus tcp通讯快速入门(更新版本v2.4) 另外西门子i&s集团也提供了基于s7-300/400 cpu集

3、成pn口的modbus/tcp软件包的demo版下载,在demo版本下通讯只能维持2小时,供大家测试之用,连接如下: /industrysolutions/global/en/it4industry/products/simatic_add_ons/s7_open_modbus_tcp/pages/default_tab.aspx 主题：回复:应用探讨基于s7-300/400 cpu pn口的modbus/tcp通讯 s7控制器通过cpu集成pn口和第三方设备间建立modbus/tcp通讯需要软件包modbus tcp pn“2xv9

4、 450”-1mb02（v2.4）,单授权（仅对一个cpu有效），支持功能码1、2、3、4、5、6、15、16，对300和400集成口cpu都适用。 主题：回复:应用探讨基于s7-300/400 cpu pn口的modbus/tcp通讯 我想说一下不依靠软件包的实现方式：modbustcp，相对于tcp来说无非就是在应用层上加上了modbus的功能码。而modbustcp的报文规范和modbus很像，而且没有crc校验，而是采用tcp/ip校验机制来验证分组交换的准确性。1.调用fb63-fb66功能块和第三方建立tcp连接。参考文档用于s7-300/400系统和标准功能的系统软件的第23章：

5、通过工业以太网的开放式通讯2.根据报文规范编写程序。客户端的非常简单，服务端麻烦一些，对于工程上的应用，基本就是03,05,16的功能。附件中是中文版的modbustcp报文规范，有兴趣的可以看一下：调用系统功能块建立tcp连接需要为每个连接生成连接参数。可以参考技术支持资源库条目号为25209116的文章：下载 open ie wizard向导安装后运行。主要的设置项有：plc作为客户端还是服务器、pn口类型（315-2pn,317还是319，还是400系列）、ip地址，端口号等。设置完毕会在当前项目文件夹下生成udt块，这时便可以建立db块来引用了。关于问题3：cpu的集成pn口如何建立t

6、cp连接,与cp又有何不同 ？1.cp卡通过netpro组态连接，通过send/receive接口通讯；而pn口cpu通过调用系统功能块fb63-fb66来建立连接2.cp通过netpro建立的连接不需编程，连接信息保存在sdb内，这是一种静态的连接，通讯资源永久占用，而且下载netpro配置信息需要停机，所以plc运行时不能增加和减少连接；而pn口cpu通过open ie建立的连接需要编程，可以通过程序建立和断开连接，这是一种动态连接，通讯资源可以随时释放。 4 不同的块库版本的区别与v1版本相比，v2版本的功能块库可以用于s7-400h系统通过cp443-1或s7-300/400单站系统带

7、2个cp343/443-1的场合，创建的连接与通信链路与v1版本相同对于通讯链路的选择与链路中断自动切换功能，与v1版本相比，v2版本中功能块库包含两种模式，由功能块库中的参数” use_ all_ conn”来决定与v1版本相比，v2版本功能块库同样支持s7-400h系统或s7-300/400单站系统作为服务器和客户端两种模式，值得注意的是，v2版本的功能块对于服务器和客户端模式是完全分开的，其中fb906”mb_cpsrv”和fb907” mb_redsv”为服务器端功能块，fb908”mb_cpcli”和fb909” mb_redcl”为客户端功能块，功能块管脚参数也不尽相同，另外功能块

8、库中modbus功能码的支持上也丰富了不少，支持功能码fc1, 2, 3, 4, 5, 6, 15 and 16 1由于定货号2xv9450-1mb02的程序中会占用cpu较大的装载和工作存储区，因此对于性能比较低特别是s7-300的低端cpu通讯时必须考虑一定的富余量。2、对于simatic s7这边，参数 db_x的数据区必须使用不同的db块，使用同一个db块的不同地址会造成地址编排混乱，另外参数start_x与end_x参数不能出现地址叠加情况。3、第三方设备的数据区与simatic s7的db块的地址对应关系可以先按照第三方的数据区域modbus地址的偏移关系之后计算相应的偏移量。4、

9、建议使用项目中的样例程序，只需修改连接id、定义通讯双方的ip地址、端口号及相应的数据存储区等，能减少编程量，只需把样例程序放到到一个单独的fc块中即可，样例程序定义了足够的数据区，连接成功及错误次数指示等。5、modbus tcp每一包的数据最多只能发送125个寄存器或2000个比特位，超过范围必须分包处理。6、s7-300/400作为client、 能与多少个server建立通讯或者作为server时能与多少个client通讯取决于产品所支持的tcp连接资源数，modbus/tcp本身对此并没有进行约束和限制。7、如果使用simatic作为modbus 服务器，那么一些cpu的可用端口号会

10、受到限制。 为什么一包数据最多只能发送125个寄存器而不是126个呢？这是由modbus tcp的协议规范所约束的,另外涉及到具体产品的话这个数字还会进一步缩小。按照modbustcp的报文规范，有一个字节代表返回字节的数量，一个字节最大255，又因为返回寄存器字节数都是偶数，所以最大254，而报文的第六个字节是后续所有字节的数量，最大也为255，除去设备地址、功能码、返回字节数3个字节，所以理论请求数量应该为（255-3）/2=126个，不知道报文规范为何限制为125个查到一点资料modbus读寄存器：请求 功能码 1字节 0x03起始地址 2字节 0x0000到0xffff寄存器数 2字节

11、 1到125（0x7d）应答 功能码 1字节 0x03字节数 1字节 2 x n寄存器的值 n x 2字节（n为寄存器的数量）出错 出错码 1字节 0x83例外码 1字节 01或02或03或04软件包 支持功能玛cp： 2x8450-1mb00 3、4、16集成pn： 2x8450-1mb02 1、2、3、4、5、6、16 1、由于modbus的内部地址编排时基于数据链路层和应用层有一定的映射关系，因此modbus的地址与simatic中的db块的地址按照一定的地址映射关系来相对应。2、db块中有一定的地址偏移量,需要根据通信伙伴设备的说明来定义，因为不同的设备其偏移量是不同的，例如如何用pn

12、口cpu实现modbustcp客户端的功能，请参考这个帖子，冬日大侠做过实验的，很详细也很简单：/club/bbs/post.asp?b_id=4&a_id=683603&s_id=0&num=0#anchmodbus pdu长度 modbus最初在串行链路上的实现（最大rs485adu=256字节）限制 了modbus pdu的长度 因此，对串行链路通信来说，modbus pdu=256-服务器地址(1字节)- crc（2字节）253字节 从而： rs232 / rs485 adu = 253字节+服务器地址(1字节) + crc (2字

13、节)= 256字节 tcp modbus adu = 253字节+ mbap (7字节) = 260字节从而modbus tcp pdu=253字节-功能码(1字节)-返回的字节数(1字节)=251字 节故纯寄存器数量=251/2(四舍五入)=125字节其实最主要的原因还是modbus tcp的pdu是基于串口的rtu来实现的在实际的使用中，modbus/tcp 使用的通讯资源端口号以下通信端口可用于 modbus/tcp 协议：在 modbus 服务器中按缺省协议使用 502 通信端口，在 modbus客户机程序中设置任意通信端口，端口号从 2000 开始可以使用，一般建议2000以后开始使

14、用。如果通信伙伴为服务器设置端口号提供选择，那么通过除502 端口以外的端口都可以使用 modbus/tcp 协议进行通讯。 如果使用 simatic 作为 modbus 服务器，那么一些 cpu 的可用端口号会受到限制。以下端口号可用于本地端口：cpu mlfb(订货号) 软件版本 被释放的通信端口 im151-8 6es7 151-8ab00-0ab0 一直到 v2.6 版本 2000 到5000 im151-8 6es7 151-8ab00-0ab0 从v2.7 版本开始 所有 cpu 315-2pn/dp 6es7 315-2eg10-0ab0 一直到 v2.3.4版本 2000 到5000 and 6es7 315-2eh13-0ab0 cpu 315-2pn/dp 6es7 315-2eh14-0ab0 从 v3.1 版本开始 所有 cpu 317-2pn/dp 6es7 317-2ek13-0ab0 一直到 v2.3 版本 2000 到5000 cpu 317-2pn/dp 6es7 317-2ek14-0ab0