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

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

多种PLC之间互相交换数据的方法，建议收藏

自动化工程师朋友们都知道，工控现场有许多 PLC 之间需要通讯和数据交换，实现项目之间的数据对接和共享。

但对于不同品牌的 PLC 来说，由于接口、协议不同，程序不开放等诸多因素，往往令人头疼，也很无解，给项目的顺利实施增加了很多困扰。

北辰 S 系列，是实现 PLC 数据交换的神器。

之所以称它为神器，是因为 S 系列可以把 PLC 的串口和网口都统一成通用的 ModbusTCP 以太网协议，PLC 之间以 ModbusTCP 服务器（从站）和客户机（主站）的形式进行通讯，解决了 PLC 协议转换和数据交换的难题。

北辰 S 系列具有 ModbusTCP 服务器功能，Modbus 数据区可自动或编辑映射至 PLC 寄存器，ModbusTCP 的客户机如组态软件、OPC、DCS 系统、PLC 都可以便捷访问。

S 系列还具有 ModbusTCP客户机功能，西门子、三菱、欧姆龙、松下、台达等 PLC 配上北辰 S 系列模块，即可轻松实现 ModbusTCP主从站通讯和数据交换。

所以，北辰模块既可用于编程监控、数据采集和设备联网，还可用于协议转换和数据交换，既可用于有线网络环境，也可用于无线网络环境的协议转换和数据交换。

以适用于西门子 S7300/400 的 BCNet-S7300-S 为例，ModbusTCP 和 ModbusRTU 数据交换应用如下：

除此之外，S 系列还可应用于三菱、欧姆龙、松下、台达、施耐德、信捷、MODBUS RTU等PLC和设备之间的数据交换，在这里不一一列举。

示例

以 FX3U 与 FX5U 交换数据为例，数据交换采用 ModbusTCP 协议实现，其它支持 ModbusTCP从站协议的 PLC（如施耐德 PLC），均可实现该数据交换，步骤类似不再重复介绍。

对于支持ModbusTCP 从站协议的仪表，FX3U 可直接通过 BCNet-FX-S 进行仪表数据采集。

BCNet-FX-S 的 MD8（X1）连接 FX3U 的圆形编程口，FX5U 自带以太网口与 BCNet-FX-S 的以太网口连接，BCNet-FX-S 通过 BCDevice 工具配置交换命令，实现实时高效的 FX3U 和 FX5U 数据交换。

该功能基于 BCNet-FX-S 的 ModbusTCP 客户机功能实现，通过 BCDevice（软件版本 V1027 及以上）进行主站命令配置，无需 PLC 编程，提高应用开发速度和便捷性。

数据交换也可采用 BCNet-FX-S 的 WiFi 接口实现，可实现两个 PLC 直接的无线数据交换；具体在建立客户机时，本地网卡可选择 WiFi 接口。

一、配置 FX5U

STEP 1

1. 打开 GX Work3，新建项目，以太网配置（内置以太网口）中，配置“Modbus/TCP 连接设备”。

2. 编辑 PLC 软元件分配，按下表配置所示，D0 映射的Modbus地址为 40001（HoldingRegister的 0 地址）。

二、配置 BCNet 模块数据交换命令

STEP 2

1. 打开 BCDevice，搜索到 BCNet-FX-S 后，选择【修改设备参数】

2. 新建客户机

【1】点击数据交换，右键创建新的客户机 0；

【2】ModbusTCP协议用于连接远端的从站设备，此例中为 FX5U 的网口，该网口通过配置，已经支持 ModbusTCP 服务器功能，且 PLC 的数据和 Modbus 地址映射关系也已配置；

【3】本地网卡选择，选择 LAN 时，基于以太网口进行数据交换；选择 WiFiStation 或者 WiFiAP时，采用 WiFi 无线方式进行数据交换，该方式应当确保设备之间的 WiFi 连接已经建立；

【4】远程服务器的 IP 地址为 FX5U 的 IP 地址，这里设置为 192.168.1.130；远程服务器的通讯端口号，默认为 502；连接超时时间默认为 10s；

【5】点击确认，创建客户机。

3. 在客户机中配置数据交换命令

【1】点击新建命令（FX3U 的 D0 读取 FX5U 的 D0）；

【2】选择[远程→本地]，传输 1 个字；传输超时设置层 2s；

【3】本地站点(FX3U)设置数据区域选择 D 寄存器，起始地址为 0，即选择软元件 D0；

【4】 远程站点(FX5U)的 D0 由上一章映射表可知被映射成 HoldingRegister 的 0 地址；故数据区域选择 HoldingRegsiter，偏移地址填 0，站点地址是 ModbusTCP 协议中的单元号，这边由于 FX5U 不是网关，故可忽略；

【5】点击“检查”按钮可进行规则检查，点击“确认”按钮即可生成命令；

4. 客户机监视

点击客户机监视按钮，【错误信息】为无错误，且【正确】有数据跳动，说明通信成功。

三、验证数据交换

STEP 3

1. 打开 GXWork3 变量监视表，对 FX5U 的 D0 进行数据修改为 BC12H；

2. 打开 GXWork2 变量监视表，对 FX3U 的 D0 进行数据监视，值为 BC12H；

3. 上述监视说明已经将 FX5U 的 D0 数据读取到 FX3U 的 D0 中，实现了数据交换功能；数据交换功能亦可实现 FX3U 到 FX5U、FX5U 到 FX3U 的位、字节和字的数据交换功能。

S 系列的型号及适用 PLC

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