基于S7-1500 CPU 集成PN口的Modbus/TCP 通讯快速入门
S7-1500，Modbus/TCP,Library
目录
1 Modbus TCP 通讯概述 (3)
1.1 通讯所使用的以太网参考模型 (3)
1.2 Modbus TCP 数据帧 (3)
1.3 Modbus TCP 使用的通讯资源端口号 (3)
1.4 Modbus TCP 使用的功能代码 (3)
1.5 Modbus TCP 通讯应用举例 (4)
2 SIMATIC S7-1500 Modbus TCP 通讯概述 (4)
3 配置 S7-1500 CPU 作为 Modbus/TCP Server 与通信伙伴建立通讯 (5)
4 配置 S7-1500 CPU 作为 Modbus/TCP Client 与通信伙伴建立通讯 (10)
1 Modbus TCP 通讯概述
MODBUS/TCP 是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的 MODBUS 系列通讯 协议的派生产品，显而易见，它覆盖了使用 TCP/IP 协议的“Intranet”和“Internet”环境中
MODBUS 报文的用途。协议的最通用用途是为诸如 PLC’s，I/O 模块，以及连接其它简单域 总线或 I/O 模块的网关服务的.
1.1 通讯所使用的以太网参考模型
Modbus TCP 传输过程中使用了 TCP/IP 以太网参考模型的 5 层：第一层：物理层，提供设备物理接口，与市售介质/网络适配器相兼容第二层：数据链路层，
格式化信号到源/目硬件址数据帧第二层：网络层，实现带有 32 位 IP 址 IP 报文包
第四层：传输层，实现可靠性连接、传输、查错、重发、端口服务、传输调度 第五
层：应用层，Modbus  协议报文.
1.2 Modbus TCP 数据帧
Modbus 数据在 TCP/IP 以太网上传输，支持 Ethernet II 和 802.3 两种帧格式,Modbus TCP 数据帧包含报文头、功能代码和数据 3 部分,MBAP 报文头(MBAP、Modbus Application
Protocol、Modbus 应用协议)分 4 个域，共 7 个字节.
1.3 Modbus TCP 使用的通讯资源端口号
在 Moodbus 服务器中按缺省协议使用 Port 502 通信端口，在 Modus 客户器程序中设置任意 通信端口，为避免与其他通讯协议的冲突一般建议 2000 开始可以使用.
1.4 Modbus TCP 使用的功能代码 按照使
用的通途区分，共有 3 种类型分别为:
1) 公共功能代码：己定义好功能码，保证其唯一性，由 认可:
2) 用户自定义功能代码有两组，分别为 65~72 和 100~110，无需认可，但不保证代码使
用唯一性，如变为公共代码，需交 RFC 认可:
3) 保留功能代码，由某些公司使用某些传统设备代码，不可作为公共用途。
按照应用深浅，可分为 3 个类别
tcpip协议转profinet
1)  类别 0，客户机/服务器最小可用于集：读多个保持寄存器(fc.3)：写多个保持寄存器
(fc.16)。
2)  类别 1，可实现基本互易操作常用代码：读线圈(fc.1)：读开关量输入(fc.2)：读输入寄存 器
(fc.4)：写线圈(fc.5)：写单一寄存器(fc.6)。
3)  类别 2，用于人机界面、监控系统例行操作和数据传送功能：强制多个线圈(fc.15)：读通 用
寄存器(fc.20)：写通用寄存器(fc.21)：屏蔽写寄存器(fc.22)：读写寄存器(fc.23)
1.5 Modbus TCP 通讯应用举例
在读寄存器的过程中，以 Modbus TCP 请求报文为例，具体的数据传输过程如下:
1) Modbus TCP 客户端实况，用 Connect()命令建立目标设备 TCP 502 端口连接数据通信 过
程
2) 准备 Modbus 报文，包括 7 个字节 MBAP 内请求:
3) 使用 send()命令发送:
4) 同一连接等待应答:
5) 同 recv()读报文，完成一次数据交换过程
6) 当通信任务结束时，关闭 TCP 连接，使服务器可以为其他服务
2 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 V12 SP1 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 1 所示:
Picture1:TIA Portal 中包含的 ModbusTCP 块库 在使用 该块库时需要注意以下几点:
1)该块库只针对于 S7-1500 CPU 的集成 PROFINET 接口，对于集成的普通以太网口不适
用。
2) 该块库包含为客户端/服务器，可分别将 S7-1500 创建为 Modbus/TCP Sever 及 Client 用 于
与通信伙伴通讯。
名称 数量 订货号 SIMATIC CPU1516-3PN/DP(固件 V1.5)    1 6ES7151-3AN00-0AB0 网线
但干  编程器兼软件测试机    1  名称 订货号 SIMATIC STEP7 Prossional V13  Modscan32 用于在 PC 中模拟 Modbus Client  Modbus Slave V4.3 用于在 PC 中模拟 Modbus Server V4.3.0(免授权版) 下面将分别介绍如何配置 S7-1500 为 Modbus/TCP 的 Server,Client 与通信伙伴建立通信， 测试例程中用到的软硬件如下表 1、2 所示:
Table1：例程中用到的硬件列表
Table2：例程中用到的软件列表 3 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 接口新建一个于网并设置 IP 地址，本例中为“192.168.1.30"，如下图 2 所 示:

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