西門子SMART如何實(shí)現(xiàn)modbusTCP通訊
一、modbusTCP協(xié)議介紹
Modbus由MODICON公司于1979年開發(fā)，是一種工業(yè)現(xiàn)場總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。1996年施耐德公司推出基于以太網(wǎng)TCP/IP的Modbus協(xié)議： ModbusTCP 。
Modbus協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，包括ASCII、RTU、TCP三種報(bào)文類型。
標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網(wǎng)接口，采用master/slave方式通信。
ModbusTCP數(shù)據(jù)幀
ModbusTCP的數(shù)據(jù)幀可分為兩部分： MBAP + PDU 。
報(bào)文頭MBAP
MBAP為報(bào)文頭，長度為7字節(jié)，組成如下：
| 事務(wù)處理標(biāo)識 | 協(xié)議標(biāo)識 | 長度 | 單元標(biāo)識符 |
|---|---|---|---|
| 2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) |
| 內(nèi)容 | 解釋 |
|---|---|
| 事務(wù)處理標(biāo)識 | 可以理解為報(bào)文的序列號，一般每次通信之后就要加1以區(qū)別不同的通信數(shù)據(jù)報(bào)文。 |
| 協(xié)議標(biāo)識符 | 00 00表示ModbusTCP協(xié)議。 |
| 長度 | 表示接下來的數(shù)據(jù)長度，單位為字節(jié)。 |
| 單元標(biāo)識符 | 可以理解為設(shè)備地址。 |
幀結(jié)構(gòu)PDU
PDU由功能碼+數(shù)據(jù)組成。功能碼為1字節(jié)，數(shù)據(jù)長度不定，由具體功能決定。
功能碼
Modbus的操作對象有四種：線圈、離散輸入、保持寄存器、輸入寄存器。
| 對象 | 含義 |
|---|---|
| 線圈 | PLC的輸出位，開關(guān)量，在Modbus中可讀可寫 |
| 離散量 | PLC的輸入位，開關(guān)量，在Modbus中只讀 |
| 輸入寄存器 | PLC中只能從模擬量輸入端改變的寄存器，在Modbus中只讀 |
| 保持寄存器 | PLC中用于輸出模擬量信號的寄存器，在Modbus中可讀可寫 |
根據(jù)對象的不同，Modbus的功能碼有：
| 功能碼 | 含義 |
|---|---|
| 0x01 | 讀線圈 |
| 0x05 | 寫單個(gè)線圈 |
| 0x0F | 寫多個(gè)線圈 |
| 0x02 | 讀離散量輸入 |
| 0x04 | 讀輸入寄存器 |
| 0x03 | 讀保持寄存器 |
| 0x06 | 寫單個(gè)保持寄存器 |
| 0x10 | 寫多個(gè)保持寄存器 |
二、modbusTCP實(shí)測
ModbusTCP服務(wù)器（從站）
即使用SMART作為協(xié)議從站，可供上位機(jī)讀取，以下為實(shí)際測試程序：
需要注意的是，STEP 7-MicroWIN Smart2.4版本以下需要購買庫文件才可以，2.4版本以上程序已經(jīng)集成了這個(gè)功能，因?yàn)槿粘９ぷ髁?xí)慣，我一直沒有更新新的編程軟件，所以大家如果需要庫文件作為學(xué)習(xí)使用，也可以私信我。
定義好以上的參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)通訊了，本人使用的是modbusPoll調(diào)試軟件作為上位機(jī)與SMART完成了modbusTCP通訊。需要此調(diào)試軟件的同學(xué)也可以私信我。
以上參數(shù)中在測試時(shí)發(fā)現(xiàn)，IP地址可針對上位機(jī)地址設(shè)置，也可以全部設(shè)置為0，即代表只要端口號正缺，不判斷上位機(jī)IP地址。
ModbusTCP客戶端（主站）
SMART的主站通訊與modbusRTU十分相似，同樣采取輪詢的方式實(shí)現(xiàn)，以下為實(shí)測程序：
西門子SMART作為主站，同樣使用modbusSlave調(diào)試軟件作為協(xié)議從站。
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