湖南 西門子 6ES7322-1BH01-0AA0 模塊 PLC
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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，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)塊中為每個連接指定相應(yīng)的參數(shù)，因此通過 Modbus TCP Wizard向?qū)к浖梢苑浅１憬莸刂付ǜ鬟B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)將軟件選項包安裝完集成到Step7時，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)際的項目調(diào)試過程中由于例子程序的各項功能比較完善，因此可以直接使用例子程序根據(jù)項目的實(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)置時間，以下主要描述了使用軟件選項包” 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：
| 名稱 | 數(shù)量 | 訂貨號 |
| S7-400電源模塊PS 407 10A | 1 | 6ES7407-0KA01-0AA0 |
| S7-400 CPU414-3PN/DP | 1 | 6ES7414-3EM05-0AB0(V5.2) |
| S7-400 機(jī)架 | 1 | 6ES7400-1JA00-0AA0 |
| 網(wǎng)線 | 若干 |
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| 筆記本電腦 | 1 |
|
表1 服務(wù)器硬件清單
所用到軟件如下表：
| 名稱 | 訂貨號 |
| STEP7 V5.5 組態(tài)編程軟件 英文版 |
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| “ ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件選項包 | 2XV9450-1MB02 |
| Modscan32 V7.0 |
|
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，新建一個工程項目文件，命名為“M_TCP_CPU_V26 (Server)”, 在項目下插入一個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，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_bbbbb“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_bbbbb“的TCP連接參數(shù)設(shè)置部分
關(guān)于DB2“MODBUS_bbbbb”的TCP連接參數(shù)含義如下表3所示:
| 類型 | 參數(shù) | 含義 |
|
OPEN IE 通訊參數(shù) | block_length | 固定值W#16#40 |
| Id | 連接ID,用于FB63/64/65/66 | |
| 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 | |
| active_est | 主動或被動連接: S7作Client時為主動 TRUE S7作Server時為被動 FALSE | |
| 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 | |
| local_tsap_id_len | local_device_id的長度： 主動連接時 W#16#0 被動連接時 W#16#2 | |
| rem_subnet_id_len | 未使用 | |
| 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 | |
| rem_tsap_id_len | rem_tsap_id的長度： 主動連接時 W#16#2 被動連接時 W#16#0 | |
| 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 | |
| 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 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 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 | |
| rem_subnet_id | 未使用 | |
| 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 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 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) | |
| 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 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 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 | |
| next_staddr | CP的機(jī)架號和槽號，當(dāng)使用CPU的PN口時為 B#16#00 |
表3 DB2“MODBUS_bbbbb”的TCP連接參數(shù)含義
圖9 DB2“MODBUS_bbbbb”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、通訊超時響應(yīng)時間，報文發(fā)送間隔及允許寫多個保持寄存器等，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_bbbbb”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的項目程序中新建一個變量監(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：
| 名稱 | 數(shù)量 | 訂貨號 |
| S7-400電源模塊PS 407 10A | 1 | 6ES7407-0KA01-0AA0 |
| S7-400 CPU414-3PN/DP | 1 | 6ES7414-3EM05-0AB0(V5.2) |
| S7-400 機(jī)架 | 1 | 6ES7400-1JA00-0AA0 |
| 網(wǎng)線 | 若干 |
|
| 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：
| 名稱 | 訂貨號 |
| STEP7 V5.5 組態(tài)編程軟件 英文版 |
|
| “ ModbusTCP PN-CPU V2.6” 軟件選項包 | 2XV9450-1MB02 |
| 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，新建一個工程項目文件，命名為“M_TCP_CPU_V26(Client)”, 在項目下插入一個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，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_bbbbb”來完成初始化，關(guān)于DB2“MODBUS_bbbbb”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）拷貝到該項目中。打開DB2“MODBUS_bbbbb”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_bbbbb”中的兩個參數(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_bbbbb”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的項目程序中新建一個變量監(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
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)行通訊時需要注意以下幾點(diǎn)：
1) 由于訂貨號2XV9450-1MB02程序中會占用CPU 較大的裝載和工作存儲區(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DB的不同地址區(qū)會造成地址編排混亂，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)系之后計算相應(yīng)的偏移量。
4)建議使用項目中的樣例程序，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)存儲區(qū)等，能減少編程量，只須把樣例程序放到一個單獨(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個寄存器或2000個比特位，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Server建立通訊或者作為Server時能與多少個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 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CPU 的INTF指示燈紅色閃爍，并在CPU故障緩沖區(qū)生成錯誤信息；同時，Modbus TCP功能塊報錯，如圖24、25所示：
圖24 CPU診斷緩沖區(qū)報錯
圖25 Modbus TCP功能塊報錯A090
每個CPU都需要對功能塊MODBUSPN進(jìn)行授權(quán)。授權(quán)有兩個步驟：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個字節(jié)，偏移地址56開始的18個字符即為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，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，將會盡快給您回復(fù)郵件；
2、當(dāng)獲取到注冊碼后，在項目中打開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A090錯誤代碼，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
| STATUS(Hex) | 故障原因 | 處理措施 | |
| 參數(shù)STATUS_MODBUS代碼含義 | |||
| A001 | 數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_bbbbb)長度過短 | 修改DB長度 | |
| A002 | 參數(shù)END_x小于Start_x | 修改參數(shù)END_x大于Start_x | |
| 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)初始化錯誤(CPU為Client時) ·客戶端請求報文時錯誤的地址區(qū)域(CPU為Server時) | 擴(kuò)展DB區(qū)域 當(dāng)CPU為Client時： 修改參數(shù)START-ADDRESS或者LENGTH 當(dāng)CPU為Server時： 修改客戶端的請求 | |
| A004 | 僅在CP為Client時才有此故障： 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 | 修改此兩個參數(shù) | |
| A005 | CP為Client時： 參數(shù)LENGTH設(shè)置無效 CP為Server時： 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： 修改參數(shù)LENGTH CPU為Server時： 修改Client請求的寄存器地址 | |
| A006 | CP為客戶端時： 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： 客戶端請求的報文不正確 | CPU為Client時： 修改參數(shù)DATA_TYPE,START-ADDRESS或者LENGTH CPU為Server時： 修改Client 請求或修改參數(shù)data_type_x | |
| A007 | CPU為Client時： 參數(shù)RECV_TIME或CONN_TIME時間設(shè)置無效，RECV_TIME最少20ms, CONN_ TIME為100ms | 修改此兩參數(shù) | |
| A009 | 僅在CPU為Client時發(fā)生，標(biāo)示符TI與發(fā)送方不一致，連接中斷 | 修正通訊伙伴的報文 | |
| A00A | CPU為Client時： 接收參數(shù)UNIT 與發(fā)送的不一致 | ||
| A00B | CPU為Client時： 接收與發(fā)送功能碼不一致 CPU為Server時： 無效的功能碼被接收 | CPU為Client時： 檢查通訊伙伴的數(shù)據(jù)報文格式 CPU為Server時： 注意FB MODBUSPN僅支持功能碼FC01，02，03，04，05，06、15，16 | |
| 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)報文格式
| |
| A00D | 僅在CPU 為Client 時發(fā)生: 響應(yīng)的MODBUS寄存器地址與請求的不一致 | ||
| A00E | MODBUS報文報頭的長度與寄存器地址不匹配，FB將忽略 | ||
| A00F | 非0的協(xié)議標(biāo)示符被接收,通訊中斷 | ||
| A010 | 參數(shù)DB1-DB8中有重復(fù)使用的DB塊 | 修改為單獨(dú)的DB | |
| A011 | 參數(shù)DATA_TYPE設(shè)置無效(范圍為1-4) | 修改該參數(shù) | |
| A012 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_2設(shè)置重疊
| 統(tǒng)一類型的寄存器地址不能有疊加情況 | |
| A013 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_3設(shè)置重疊 | ||
| A014 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_4設(shè)置重疊 | ||
| A015 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_5設(shè)置重疊 | ||
| A016 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_6設(shè)置重疊 | ||
| A017 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A018 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_1和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A019 | 當(dāng)參數(shù)data_type_x設(shè)置不為0時，db_x被賦值0 | DB塊號不能為0 | |
| A01A | Modbus報頭中錯誤的長度(1-253字節(jié)有效) | 檢查通訊伙伴的數(shù)據(jù)報文格式 | |
| A01F | FB MODBUSPN處于無效的連接狀態(tài) | 聯(lián)系產(chǎn)品支持 | |
| A023 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_3設(shè)置重疊
| 統(tǒng)一類型的寄存器地址不能有疊加情況
| |
| A024 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_4設(shè)置重疊 | ||
| A025 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_5設(shè)置重疊 | ||
| A026 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_6設(shè)置重疊 | ||
| A027 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A028 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_2和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A034 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_4設(shè)置重疊 | ||
| A035 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_5設(shè)置重疊 | ||
| A036 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_6設(shè)置重疊 | ||
| A037 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A038 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_3和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A045 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_5設(shè)置重疊 | ||
| A046 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_6設(shè)置重疊 | ||
| A047 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A048 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_4和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A056 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_6設(shè)置重疊 | ||
| A057 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A058 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_5和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A067 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_6和data_type_7設(shè)置重疊 | ||
| A068 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_6和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A078 | 數(shù)據(jù)區(qū)參數(shù)data_type_7和data_type_8設(shè)置重疊 | ||
| A079 | 參數(shù)ID在DB(MODBUS_bbbbb)中未定義 | 修改參數(shù)ID | |
| A07A | 無效的參數(shù)ID(ID值范圍為1-4095) | ||
| A07B | 參數(shù)ID在DB(MODBUS_bbbbb)中存在2次 | 修改DB塊DB(MODBUS_bbbbb) | |
| A07C | 參數(shù)data_type_x無效(范圍1-4) | ||
| 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 | ||
| A07E | 參數(shù)DB_x與DB(MODBUS_bbbbb)或FB102的背景DB號沖突 | ||
| A07F | FB102接口參數(shù)bbbbb_DB錯誤，非通訊參數(shù)DB | 指定正確的DB給接口參數(shù)bbbbb_DB | |
| A080 | 數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_bbbbb)更改但沒有執(zhí)行CPU重起 | 數(shù)據(jù)塊DB(MODBUS_bbbbb)需要初始化，當(dāng)更改時需要CPU重起 | |
| A081 | CP為Client且使用FC05功能碼時: 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文 | |
| A082 | CP為Client且使用FC06功能碼時: 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文 | |
| A083 | 僅在CP為Client時:在上一個請求還沒有處理完成時又發(fā)送新的請求 | 等待DONE =TRUE 或 ERROR = TRUE后再發(fā)送新請求 | |
| A084 | 授權(quán)碼”IDENT_CODE”不能識別 | 聯(lián)系產(chǎn)品支持 | |
| A085 | 在授權(quán)期間由于無效的寫權(quán)限導(dǎo)致發(fā)生錯誤 | 對于授權(quán)DB，確認(rèn)參數(shù)REG_KEY的結(jié)構(gòu)是否正確 | |
| A090 | 功能塊未授權(quán)，此為一狀態(tài)信息，參數(shù)ERROR并不會置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 | |
| 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文 | |
| 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 | |
| A093 | 收到異常響應(yīng)碼3(僅在Client模式) | 通訊伙伴無法執(zhí)行報文接收(例如請求長度不支持等) | |
| A094 | 收到異常響應(yīng)碼4(僅在Client模式) | 通訊伙伴無法執(zhí)行報文接收 | |
| 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文 | |
| 參數(shù)STATUS_CONN代碼含義 | |||
| A100 | CONN_TIME與RECV_TIME時間超出，RECV_TIME超出時連接終止 | 檢查連接參數(shù) | |
| A101 | 參數(shù)TDISCON的監(jiān)控時間超出 | 聯(lián)系產(chǎn)品供應(yīng)商 | |
| SFC6/20故障代碼 | |||
| 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 bbbbuation可以查到相關(guān)幫助信息 | |
| 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 bbbbuation可以查到相關(guān)幫助信息 | |
| FB63,64,65,66故障代碼 | |||
| 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 bbbbuation可以查到相關(guān)幫助信息 | |
| 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 bbbbuation可以查到相關(guān)幫助信息 | |
| SFC24故障代碼 | |||
| 80A1 | DB=0或超出了CPU允許的范圍 | 選擇有效的DB | |
| 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 | |
| 80B2 | DB塊被創(chuàng)建為“Unbbbbed”類型 | DB塊不能創(chuàng)建為“Unbbbbed”類型 | |
硬件列表
| 設(shè)備名稱 | 設(shè)備型號 |
| PS 307 | 6ES7 307-1EA01-0AA0 |
| CPU 319-3PN/ DP | 6ES7 318-3EL00-0AB0 |
| MMC | 6ES7 953-8LG30-0AA0 |
| CP341 | 6ES7 341-1CH02-0AE0 |
| Dongle | 6ES7 870-1AB01-0YA0 |
應(yīng)用CP341進(jìn)行 MODBUS協(xié)議通信時需要有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)擊項目->新建...創(chuàng)建一新項目，項目名稱為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：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)塊中新建幾個變量，從站地址為2，功能碼為3，起始地址為0，讀4個寄存器數(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。
| 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，為時鐘存儲器的位，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，同時沒有錯誤 |
| ERROR | 錯誤位，為TRUE說明有錯誤 |
| STATUS | 狀態(tài)字，標(biāo)識錯誤代碼，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，接收完成并沒有錯誤為TRUE，只顯示一個掃描周期。 |
| ERROR | 錯誤位，為TRUE說明有錯誤，只顯示一個掃描周期。 |
| STATUS | 狀態(tài)字，標(biāo)識錯誤代碼，只顯示一個掃描周期，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和計算機(jī)的通信，步驟如下
1、雙擊ModSim32軟件圖標(biāo)，新建項目，點(diǎn)擊Port1，進(jìn)入端口1做設(shè)置，本例計算機(jī)只有一個端口，所以就對端口1做設(shè)置，如果計算機(jī)有多個端口，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個數(shù)據(jù)，其中前4個數(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，時鐘脈沖信號M0.5從0跳變成1時，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 6ES7322-1BH01-0AA0
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