操作示例|北辰XCNet-MB-S实现S7-1200的Modbus主从站功能

博图TIA

前
言


西门子S7-1200/1500或西门子以太网口PLC如S7-1200/1500，CPU315-2PN/DP，CP343-1等，通过网口连接北辰XCNet-MB-S协议网关，既可以实现ModbusTCP的服务器和客户机功能，又可以实现2路ModbusRTU的主站和从站功能（每路最多32个从站），在实际的自动化和信息化项目的应用中，非常的方便。本文重点介绍ModbusRTU的主站和从站功能。

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作为ModbusRTU的主站
XCNet-MB-S的串口X1或串口X2作为Modbus主站运行，连接外部Modbus仪表，根据预置命令在西门子网口PLC（S7-1200、S7-1500、SMART S7-200等）和Modbus仪表之间交换数据。应用于西门子网口PLC和Modbus仪表之间的Modbus通讯。
XCNet-MB-S可最多配置72条数据交换命令，可以传送的数据类型包括位、字节和字。单条命令最多一次传送连续的100个字（寄存器），对Modbus站点数目并无限制。

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通讯线连接
XCNet-MB-S的串口X1或串口X2总线接口连接外部Modbus仪表，XCNet-MB-S串行通讯口的针脚定义：

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XCNet配置


配置以串口X1为例，串口X2配置方法一致；
配置步骤：BCDevice搜索修改设备参数基本参数配置串口X1配置Modbus主站。
1.电脑连接XCNet-MB-S模块，运行BCDevice（V1032版本以上）配置软件，选择查找到的BCDevice模块，点击按钮栏【修改设备参数】按钮。

2.在参数配置界面左侧选择【基本参数配置】，右侧页面选择【LAN配置】，设置PLC的IP地址、模块LAN的IP地址、子网掩码、TSAP等。

3.在参数配置界面左侧选择【基本参数配置】，右侧页面选择【串口1配置】，设置【功能选择】为Modbus主站，设置波特率、数据位、停止位和奇偶校验参数。如果为多Modbus从站设备的总线网络，建议设定通讯同步时间，一般为30~50mS；

4.在参数配置界面左侧选择【Modbus主站1】对应串口X1，右侧页面点击【新建命令】配置数据交换命令。

5.编辑新建Modbus数据传送命令对话框，配置完成后点击【检查】查看有无错误，点击【确定】保存该命令。

1) 数据传送方向
● ModbusS7：Modbus仪表数据读取到西门子PLC；
● S7Modbus：西门子PLC数据写入到Modbus仪表；
传送的数据个数、数据类型和数据区域
● 位传送，只能传送一个位，数据区域：COIL和INPUT；
● 字节传送，最多连续的200个字节，数据区域：COIL和INPUT；字节传送只能是ModbusS7方向。
● 字传送，最多连续的100个字，数据区域：INPUT REG和HOLDING REG（输入寄存器和保持寄存器）。
2) S7站点的起始地址：指定PLC传送区域，对于S7-200的V区请选择DB1。另外对于S7-200的SM/AI区只能读取，不能写入。
3) Modbus站点的起始地址：指定Modbus站号和数据区起始地址。另外对于INPUT REG只能读取不能写入。
6.命令示例
1) ModbusS7位传送：Modbus 1号站的000001（Coil线圈0）数据读取到PLC的Q0.0。
2) S7Modbus位传送：PLC的Q1.0写入到Modbus 1号站的000011（Coil线圈10）。
3) ModbusS7字传送：Modbus 1号站的400001（HoldingRegsiter保持寄存器0）开始的10个字数据读取到PLC的DB1.DBW0~18。
4) S7Modbus字传送：PLC的DB1.DBW10~14写入到Modbus 1号站的400011（HoldingRegsiter保持寄存器10）开始的3个字。

7.配置完成后点击【下载参数】按钮，将参数下载到XCNet-MB-S；设备重启运行后可对Modbus主站1运行状态进行监视；

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通讯测试


Modbus仪表较常见的有各种智能温控仪，以集成ModbusRTU从站通讯口的温控器仪表为例，说明如何实现XCNet-MB-S的Modbus主站数据通讯。
示例功能：将两台温控仪表的实际温度值（PV）分别读取到S7-1200的DB1.DBW100和DB1.DBW102数据区；将S7-1200的DB1.DBW200和DB1.DBW202数据作为温度设定值（SV）分别传送到两台温控仪表。
1.接线：用屏蔽双绞线将两台温控器和XCNet-MB-S串口X1串联，首尾最好放置终端电阻，保证通讯稳定性。XCNet-MB-S的6P端子的1脚接RS485+（接温控器A端口），2脚接RS485-（接温控器B端口），3脚接RS485地。
2.设置温控器参数为Modbus通讯协议，地址分别为1和2，设置9600bps波特率，8数据位，偶校验，一个停止位；
3.配置XCNet-MB-S串口X1参数，下载参数。
1) 扩展总线接口参数：Modbus主站，9600bps波特率，8位数据位，1位停止位，偶校验。
2) 配置Modbus主站1命令：
温控器的当前温度（PV值）在保持寄存器16#14，即保持寄存器的20；设定值（SP值）在保持寄存器的16#28，即保持寄存器的40。
按示例要求配置如下命令：

4.点击参数配置页面的【Modbus执行监视】，查看命令执行信息。

5.打开PortalV16软件，连接S7-1200，在监控表中输入DB1.DBW100，DB1.DBW102，DB1.DBW200和DB1.DBW202，查看DB1.DBW100/1002是否为温控器的实际温度，修改DB1.DBW200/2002查看温控器设定温度是否一致。

6.总结：
1) XCNet-MB-S的Modbus主站功能依据预先配置的数据交换命令自动执行Modbus仪表和PLC之间的数据传输，无须在PLC中编程；
2) XCNet-MB-S的Modbus主站通讯并不影响上位机的以太网通讯，上位机（如编程软件、监控组态软件、以太网触摸屏等）仍然可以通过LAN读写PLC数据；
3) 利用命令的连续数据区多字节/字传送可减少每个站点的命令数，从而增加可通讯站点；
4) 对于位传送，可以采用字节数据类型，连续的8个位值将直接传送到PLC中的一个字节地址；
5) 提高XCNet-MB-S串口X1的波特率（最高256Kbps）可以加快Modbus数据交换的速度；如果Modbus通讯线较长应适当降低波特率；
6) 所有的Modbus站点需设置为站地址不一样，波特率、数据位和校验位应该相同并和XCNet-MB-S串口X1参数一致。


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作为ModbusRTU的从站


上面我们介绍了XCNet-MB-S的ModbusRTU的主站功能，下面介绍下XCNet-MB-S实现西门子S7-1200的ModbusRTU从站功能，通讯连接线与上述接法一致，这里不再重复。
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XCNet配置


配置以串口X1为例，串口X2配置方法一致；
配置步骤：BCDevice搜索修改设备参数基本参数配置串口1配置Modbus从站。
1.电脑连接XCNet-MB-S模块，运行BCDevice（V1032版本以上）配置软件，选择查找到的XCNet-MB-S模块，点击按钮栏【修改设备参数】按钮。

2.在参数配置界面左侧选择【基本参数配置】，右侧页面选择【LAN配置】，设置PLC的IP地址、模块LAN的IP地址、子网掩码、TSAP等。

3.在参数配置界面左侧选择【基本参数配置】，右侧页面选择【串口1配置】，设置【功能选择】为Modbus从站，设置波特率、数据位、停止位和奇偶校验参数。

[注意]上述项可编辑Modbus从站地址，当多个模块Modbus从站串联时，需要配置不同的Modbus从站地址；
4.编辑Modbus映射，在参数配置界面左侧选择【Modbus映射表】；

5.设置好后点击【下载参数】按钮，将参数下载到XCNet-MB-S。

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Modbus测试
Modbus测试可采用ModScan软件，该软件作Modbus主站，去连接XCNet-MB-S。
1.采用一根USB转RS485的转换线，USB端口接入计算机，RS485端子通过屏蔽双绞线连接至XCNet-MB-S的串口X1端子。
2.在计算机上运行ModScan.exe，点击“Connection”，设置相应的连接参数，此处USB连接的串口号为COM6；

3.读取了线圈00001的100个线圈状态，查Modbus映射表可知为Q0.0~Q12.4的值；

4.注意：1.选择Direct Connection to COM（USB转换器对应的COM口）；2.波特率、校验位等，这里的参数要和XCNet-MB-S的串口X1设置一致；

5.用BCDevice诊断XCNet-MB-S串口X1的状态。

6.总结：
1) XCNet-MB-S的Modbus从站功能根据预置Modbus映射表进行通讯，无须在PLC中编写程序；
2) XCNet-MB-S的Modbus从站通讯并不影响XCNet-MB-S的以太网通讯，上位机（如编程软件、监控组态软件、以太网触摸屏等）仍然可以通过ModbusTCP读写PLC数据。
3) 提高XCNet-MB-S串口X1的波特率（最高256Kbps）可以加快Modbus数据采集的速度；如果Modbus通讯线较长应适当降低波特率。
（无锡市北辰自动化技术有限公司供稿）
END

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