1、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 PLCs,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,MODBUS TCP使用 TCP/IP和以太网在站点间传送 MODBUS报文,MODBUS TCP结合了以太网物理网络和
2、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。MODBUS TCP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,MODBUS TCP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 Modbus TCP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
3、五层:应用层,Modbus协议报文. 1.2 Modbus TCP数据帧 Modbus数据在 TCP/IP以太网上传输,支持 Ethernet II和 802.3两种帧格式,Modbus TCP 数据帧包含报文头、功能代码和数据 3部分,MBAP报文头(MBAP、Modbus Application Protocol、Modbus应用协议)分 4个域,共 7个字节,如下图所示: 图 : MODBUS TCP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,MODBUS TCP 报文中不再带有数据校验”CHECKSUM”,原有报文中的“ADDRESS”也被“UNIT ID
4、”替代而加在 MODBUS应用协议报文头中 1.3 Modbus TCP使用的通讯资源端口号 在 Moodbus服务器中按缺省协议使用 Port 502 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. 1.4 Modbus TCP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 6572和 100110,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
5、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) 1.5 Modbus TCP通讯应用举例 在读寄存
6、器的过程中,以Modbus TCP请求报文为例,具体的数据传输过程如下: 1) Modbus TCP客户端实况,用 Connect()命令建立目标设备 TCP 502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MODBU
7、STCPIP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
8、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
9、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
10、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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