1、工控機力控與MCGS以太網(wǎng)通訊方法一、MODBUS/TCP通訊協(xié)議介紹MODBUS/TCP是簡單的、中立廠商的用于管理和控制自動化設(shè)備的 MODBUS系列通訊協(xié)議的派生產(chǎn)品,顯而易見,它覆蓋了使用TCP/IP協(xié)議的“Intranet”和“Internet”環(huán)境中MODBUS報文的用途。協(xié)議的最通用用途是為諸如 PLCs，I/O模塊，以及連接其它簡單域 總線或 I/O模塊的網(wǎng)關(guān)服務(wù)的. MODBUS/TCP 使 MODBUS_RTU協(xié)議運行于以太網(wǎng)，MODBUS TCP使用 TCP/IP和以太網(wǎng)在站點間傳送 MODBUS報文，MODBUS TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標準TCP/IP以及以

2、MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標準的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP通信報文被封裝于以太網(wǎng) TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，MODBUS TCP插入一個標準的MODBUS報文到 TCP報文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗和地址。1.1通訊所使用的以太網(wǎng)參考模型 Modbus TCP傳輸過程中使用了 TCP/IP以太網(wǎng)參考模型的 5層： 第一層：物理層，提供設(shè)備物理接口，與市售介質(zhì)/網(wǎng)絡(luò)適配器相兼容 第二層：數(shù)據(jù)鏈路層，格式化信號到源/目硬件址數(shù)據(jù)幀 第三層：網(wǎng)絡(luò)層，實現(xiàn)帶有 32位 IP址 IP報文包 第四層：傳輸層，實現(xiàn)可靠性連接、傳輸、查錯、重發(fā)、端口服務(wù)、傳輸調(diào)度 第五層：應(yīng)用層，Modbus協(xié)

3、議報文. 1.2 Modbus TCP數(shù)據(jù)幀 Modbus數(shù)據(jù)在 TCP/IP以太網(wǎng)上傳輸，支持 Ethernet II和 802.3兩種幀格式,Modbus TCP 數(shù)據(jù)幀包含報文頭、功能代碼和數(shù)據(jù) 3部分,MBAP報文頭(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus應(yīng)用協(xié)議)分 4個域，共 7個字節(jié)，如下圖所示: 圖 ： MODBUS TCP報文由于使用以太網(wǎng) TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層的校驗機制而保證了數(shù)據(jù)的完整性，MODBUS TCP 報文中不再帶有數(shù)據(jù)校驗”CHECKSUM”，原有報文中的“ADDRESS”也被“UNIT ID”替代而加在 MODBUS應(yīng)

4、用協(xié)議報文頭中 1.3 Modbus TCP使用的通訊資源端口號 在 Moodbus服務(wù)器中按缺省協(xié)議使用 Port 502 通信端口,在Modus客戶器程序中設(shè)置任意通信端口，為避免與其他通訊協(xié)議的沖突一般建議 2000開始可以使用. 1.4 Modbus TCP使用的功能代碼 按照使用的通途區(qū)分,共有 3種類型分別為： 1) 公共功能代碼：已定義好功能碼，保證其唯一性，由 M認可； 2) 用戶自定義功能代碼有兩組，分別為 6572和 100110，無需認可，但不保證代碼使用唯一性,如變?yōu)楣泊a，需交 RFC認可； 3) 保留功能代碼，由某些公司使用某些傳統(tǒng)設(shè)備代碼，不可

5、作為公共用途。 按照應(yīng)用深淺，可分為 3個類別 1) 類別 0,客戶機/服務(wù)器最小可用子集：讀多個保持寄存器(fc.3)；寫多個保持寄存器(fc.16)。 2) 類別 1，可實現(xiàn)基本互易操作常用代碼：讀線圈(fc.1)；讀開關(guān)量輸入(fc.2)；讀輸入寄存器(fc.4)；寫線圈(fc.5)；寫單一寄存器(fc.6)。 3) 類別 2，用于人機界面、監(jiān)控系統(tǒng)例行操作和數(shù)據(jù)傳送功能：強制多個線圈(fc.15)；讀 通用寄存器(fc.20)；寫通用寄存器(fc.21)；屏蔽寫寄存器(fc.22)；讀寫寄存器(fc.23) 1.5 Modbus TCP通訊應(yīng)用舉例 在讀寄存器的過程中,以Modbus

6、TCP請求報文為例,具體的數(shù)據(jù)傳輸過程如下: 1) Modbus TCP客戶端實況，用 Connect()命令建立目標設(shè)備 TCP 502端口連接數(shù)據(jù)通信過程 2) 準備 Modbus報文，包括 7個字節(jié) MBAP內(nèi)請求； 3) 使用send()命令發(fā)送； 4) 同一連接等待應(yīng)答； 5) 同 recv()讀報文，完成一次數(shù)據(jù)交換過程 6) 當通信任務(wù)結(jié)束時，關(guān)閉 TCP連接，使服務(wù)器可以為其他服務(wù)（以上轉(zhuǎn)自二、MCGS介紹打開MCGS，在MCGS里雙擊打開設(shè)備窗口；右鍵菜單，打開設(shè)備工具箱；點擊設(shè)備管理雙擊通用TCP/IP父設(shè)備，添加到右側(cè)欄中；然后雙擊MODBUSTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，添加

7、到右側(cè)欄中；然后點擊確定，回到設(shè)備窗口；雙擊添加通用TCP/IP父設(shè)備在通用TCP/IP父設(shè)備下添加MODBUSTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備雙擊通用TCP/IP父設(shè)備進行設(shè)置網(wǎng)絡(luò)類型選TCP，服務(wù)器/客戶設(shè)置 選服務(wù)器，本地IP即觸屏的IP，本地端口號不小于3000，遠程IP即工控機IP。本地IP和遠程IP必須在同一網(wǎng)關(guān)內(nèi)。觸屏開機時用指甲按住屏幕，進入系統(tǒng)設(shè)置，點擊系統(tǒng)維護設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)IP地址，填寫IP地址，此IP應(yīng)與通用TCPIP父設(shè)備的本地IP一致。在子設(shè)備ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備中，打開設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性;彈出ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通道屬性設(shè)置窗口；在彈出的窗口內(nèi)，點擊增

8、加通道；轉(zhuǎn)發(fā)開關(guān)量時，設(shè)備寄存器類型選1區(qū)輸入繼電器時，工控機只能讀，選0區(qū)輸出繼電器時，工控機工控機可以讀寫；設(shè)備開始地址和連續(xù)通道的個數(shù)根據(jù)需求設(shè)置；點擊確認，回到ModbusTCPIP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通道屬性設(shè)置窗口，點擊確認；轉(zhuǎn)發(fā)模擬量時，方法和與以上基本相同，但設(shè)備寄存器類型選4區(qū)輸出寄存器，可設(shè)為讀寫，其他設(shè)置按需選取；建立完成；雙擊建立的變量，打開變量選擇窗口；在窗口中選擇要轉(zhuǎn)發(fā)的變量，點擊確認；創(chuàng)建完成，點擊確認，然后保存。三、工控機設(shè)置打開工控機的本地連接屬性Internet協(xié)議（TCP/IP）中設(shè)置，工控機有兩個網(wǎng)口，對應(yīng)兩個網(wǎng)卡的本地連接，需對應(yīng)正確。打開網(wǎng)絡(luò)鄰居，點擊查看網(wǎng)

9、絡(luò)連接；雙擊打開本地連接；單擊屬性；在常規(guī)-此連接使用下列項目中找到Internet協(xié)議（TCP/IP），雙擊打開；在彈出的窗口中選擇使用下面的IP地址；在IP地址輸入框內(nèi)寫入IP地址，并與MCGS的通用TCP/IP父設(shè)備的遠程IP地址一致；點擊確定。注意工控機有兩個網(wǎng)卡，對應(yīng)兩個網(wǎng)口，設(shè)置的時候需對應(yīng)正確。四、力控設(shè)置打開力控工程管理器新建一個工程，選中之后點擊開發(fā)；雙擊IO設(shè)備組態(tài)，打開IOManger窗口；找到MODBUS-標準MODBUS-MODBUS(TCP)，雙擊打開；設(shè)備名稱酌情填寫，通訊方式選TCP/IP方式；單擊下一步，設(shè)備IP地址與與MCGS的通用TCP/IP父設(shè)備的本地IP地址一致；點擊下一步，完成，關(guān)閉IOManger窗口；雙擊數(shù)據(jù)庫組態(tài)，打開DbManger窗口；在數(shù)據(jù)庫位置右鍵新建，這里先連接開關(guān)量讀取；選擇數(shù)字I/O點，繼續(xù)；在彈出的窗口中，點名酌情填寫；點擊數(shù)據(jù)連接，在左側(cè)的框內(nèi)選中PV，然后在連接項處點擊添加；內(nèi)存區(qū)選02號功能碼（DI離散輸入量）時，對應(yīng)MCGS的1區(qū)輸入繼電器，只能讀；選01和05號功能碼（DO離散輸出量）時，對應(yīng)M