力控与MCGS以太网通讯方法.docx
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力控与MCGS以太网通讯方法
工控机力控与MCGS以太网通讯方法
一、MODBUS/TCP通讯协议介绍
MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品,显而易见,它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS报文的用途。
协议的最通用用途是为诸如PLC’s，I/O模块，以及连接其它简单域
总线或I/O模块的网关服务的.
MODBUS/TCP使MODBUS_RTU协议运行于以太网，MODBUSTCP使用TCP/IP和以太网在站点间传送MODBUS报文，MODBUSTCP结合了以太网物理网络和网络标准TCP/IP以及以MODBUS作为应用协议标准的数据表示方法。
MODBUSTCP通信报文被封装于以太网TCP/IP数据包中。
与传统的串口方式，MODBUSTCP插入一个标准的MODBUS报文到TCP报文中，不再带有数据校验和地址。
1.1通讯所使用的以太网参考模型
ModbusTCP传输过程中使用了TCP/IP以太网参考模型的5层：
第一层：
物理层，提供设备物理接口，与市售介质/网络适配器相兼容
第二层：
数据链路层，格式化信号到源/目硬件址数据帧
第三层：
网络层，实现带有32位IP址IP报文包
第四层：
传输层，实现可靠性连接、传输、查错、重发、端口服务、传输调度
第五层：
应用层，Modbus协议报文.
1.2ModbusTCP数据帧
Modbus数据在TCP/IP以太网上传输，支持EthernetII和802.3两种帧格式,ModbusTCP
数据帧包含报文头、功能代码和数据3部分,MBAP报文头（MBAP、ModbusApplicationProtocol、Modbus应用协议）分4个域，共7个字节，如下图所示:
图：
MODBUSTCP报文
由于使用以太网TCP/IP数据链路层的校验机制而保证了数据的完整性，MODBUSTCP报文中不再带有数据校验”CHECKSUM”，原有报文中的“ADDRESS”也被“UNITID”替代而加在MODBUS应用协议报文头中
1.3ModbusTCP使用的通讯资源端口号
在Moodbus服务器中按缺省协议使用Port502通信端口,在Modus客户器程序中设置任意通信端口，为避免与其他通讯协议的冲突一般建议2000开始可以使用.
1.4ModbusTCP使用的功能代码
按照使用的通途区分,共有3种类型分别为：
1）公共功能代码：
已定义好功能码，保证其唯一性，由Modbus.org认可；
2）用户自定义功能代码有两组，分别为65～72和100～110，无需认可，但不保证代码使用唯一性,如变为公共代码，需交RFC认可；
3）保留功能代码，由某些公司使用某些传统设备代码，不可作为公共用途。
按照应用深浅，可分为3个类别
1）类别0,客户机/服务器最小可用子集：
读多个保持寄存器（fc.3）；写多个保持寄存器（fc.16）。
2）类别1，可实现基本互易操作常用代码：
读线圈（fc.1）；读开关量输入（fc.2）；读输入寄存器（fc.4）；写线圈（fc.5）；写单一寄存器（fc.6）。
3）类别2，用于人机界面、监控系统例行操作和数据传送功能：
强制多个线圈（fc.15）；读通用寄存器（fc.20）；写通用寄存器（fc.21）；屏蔽写寄存器（fc.22）；读写寄存器（fc.23）
1.5ModbusTCP通讯应用举例
在读寄存器的过程中,以ModbusTCP请求报文为例,具体的数据传输过程如下:
1）ModbusTCP客户端实况，用Connect（）命令建立目标设备TCP502端口连接数据通信过程
2）准备Modbus报文，包括7个字节MBAP内请求；
3）使用send（）命令发送；
4）同一连接等待应答；
5）同recv（）读报文，完成一次数据交换过程
6）当通信任务结束时，关闭TCP连接，使服务器可以为其他服务
（以上转自）
二、MCGS介绍
打开MCGS，在MCGS里双击打开设备窗口；
右键菜单，打开设备工具箱；
点击设备管理
双击通用TCP/IP父设备，添加到右侧栏中；
然后双击MODBUSTCPIP数据转发设备，添加到右侧栏中；
然后点击确定，回到设备窗口；
双击添加通用TCP/IP父设备
在通用TCP/IP父设备下添加MODBUSTCPIP数据转发设备
双击通用TCP/IP父设备进行设置
网络类型选TCP，服务器/客户设置选服务器，本地IP即触屏的IP，本地端口号不小于3000，远程IP即工控机IP。
本地IP和远程IP必须在同一网关内。
触屏开机时用指甲按住屏幕，进入系统设置，点击系统维护—设置系统参数—IP地址，填写IP地址，此IP应与通用TCPIP父设备的本地IP一致。
在子设备ModbusTCPIP数据转发设备中，打开设置设备内部属性;
弹出ModbusTCPIP数据转发设备通道属性设置窗口；
在弹出的窗口内，点击增加通道；
转发开关量时，设备寄存器类型选[1区]输入继电器时，工控机只能读，选[0区]输出继电器时，工控机工控机可以读写；设备开始地址和连续通道的个数根据需求设置；点击确认，回到ModbusTCPIP数据转发设备通道属性设置窗口，点击确认；
转发模拟量时，方法和与以上基本相同，但设备寄存器类型选[4区]输出寄存器，可设为读写，其他设置按需选取；
建立完成；
双击建立的变量，打开变量选择窗口；
在窗口中选择要转发的变量，点击确认；
创建完成，点击确认，然后保存。
三、工控机设置
打开工控机的本地连接—属性—Internet协议（TCP/IP）中设置，工控机有两个网口，对应两个网卡的本地连接，需对应正确。
打开网络邻居，点击查看网络连接；
双击打开本地连接；
单击属性；
在常规-此连接使用下列项目中找到Internet协议（TCP/IP），双击打开；
在弹出的窗口中选择使用下面的IP地址；
在IP地址输入框内写入IP地址，并与MCGS的通用TCP/IP父设备的远程IP地址一致；点击确定。
注意工控机有两个网卡，对应两个网口，设置的时候需对应正确。
四、力控设置
打开力控工程管理器
新建一个工程，选中之后点击开发；
双击IO设备组态，打开IOManger窗口；
找到MODBUS-标准MODBUS-MODBUS（TCP），双击打开；
设备名称酌情填写，通讯方式选TCP/IP方式；
单击下一步，设备IP地址与与MCGS的通用TCP/IP父设备的本地IP地址一致；
点击下一步，完成，关闭IOManger窗口；
双击数据库组态，打开DbManger窗口；
在数据库位置右键—新建，这里先连接开关量读取；
选择数字I/O点，继续；
在弹出的窗口中，点名酌情填写；
点击数据连接，在左侧的框内选中PV，然后在连接项处点击添加；
内存区选02号功能码（DI离散输入量）时，对应MCGS的1区输入继电器，只能读；选01和05号功能码（DO离散输出量）时，对应MCGS的0区输出继电器，可设为读写；偏置根据MCGS的变量地址填写，点击确定完成；
模拟量的添加方法与上述方法基本相同，内存区选03号功能码（HR保存寄存器），对应MCGS的4区输出寄存器，数据格式与MCGS相应的变量相同，可设为读写，偏置和数据格式根据MCGS的相关变量填写，点击确定完成；
至此设置完成。
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