西门子SMART如何实现modbusTCP通讯

描述

一、modbusTCP协议介绍

Modbus由MODICON公司于1979年开发,是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议: ModbusTCP

Modbus协议是一项应用层报文传输协议,包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。

标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口,采用master/slave方式通信。

ModbusTCP数据帧

ModbusTCP的数据帧可分为两部分: MBAP + PDU

报文头MBAP

MBAP为报文头,长度为7字节,组成如下:

事务处理标识 协议标识 长度 单元标识符
2字节 2字节 2字节 1字节
内容 解释
事务处理标识 可以理解为报文的序列号,一般每次通信之后就要加1以区别不同的通信数据报文。
协议标识符 00 00表示ModbusTCP协议。
长度 表示接下来的数据长度,单位为字节。
单元标识符 可以理解为设备地址。

帧结构PDU

PDU由功能码+数据组成。功能码为1字节,数据长度不定,由具体功能决定。

功能码

Modbus的操作对象有四种:线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器。

对象 含义
线圈 PLC的输出位,开关量,在Modbus中可读可写
离散量 PLC的输入位,开关量,在Modbus中只读
输入寄存器 PLC中只能从模拟量输入端改变的寄存器,在Modbus中只读
保持寄存器 PLC中用于输出模拟量信号的寄存器,在Modbus中可读可写

根据对象的不同,Modbus的功能码有:

功能码 含义
0x01 读线圈
0x05 写单个线圈
0x0F 写多个线圈
0x02 读离散量输入
0x04 读输入寄存器
0x03 读保持寄存器
0x06 写单个保持寄存器
0x10 写多个保持寄存器

二、modbusTCP实测

ModbusTCP服务器(从站)

即使用SMART作为协议从站,可供上位机读取,以下为实际测试程序:

传输协议

传输协议

传输协议

需要注意的是,STEP 7-MicroWIN Smart2.4版本以下需要购买库文件才可以,2.4版本以上程序已经集成了这个功能,因为日常工作习惯,我一直没有更新新的编程软件,所以大家如果需要库文件作为学习使用,也可以私信我。

定义好以上的参数,就可以实现通讯了,本人使用的是modbusPoll调试软件作为上位机与SMART完成了modbusTCP通讯。需要此调试软件的同学也可以私信我。

以上参数中在测试时发现,IP地址可针对上位机地址设置,也可以全部设置为0,即代表只要端口号正缺,不判断上位机IP地址。

ModbusTCP客户端(主站)

SMART的主站通讯与modbusRTU十分相似,同样采取轮询的方式实现,以下为实测程序:

传输协议

传输协议

西门子SMART作为主站,同样使用modbusSlave调试软件作为协议从站。

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