一、必備軟件和硬件：

1、三菱GX Works3編程軟件

2、西門子STEP 7-MicroWIN SMART編程軟件

3、Modbus Poll調(diào)試軟件

4、Modbus Slave調(diào)試軟件

5、以太網(wǎng)調(diào)試助手

6、三菱FX5U系列PLC

7、西門子200 Smart系列PLC

8、無線路由器

9、網(wǎng)線

二、通信實(shí)現(xiàn)目的：

1、三菱FX5U讀取西門子200 Smart數(shù)字量輸入I0.0~I0.7并映射到自己的數(shù)字量輸出Y0~Y7上，使用Modbus之02功能碼實(shí)現(xiàn)；

2、三菱FX5U使用自己的數(shù)字量輸入X0~X7控制西門子200 Smart數(shù)字量輸出Q0.0~Q0.7，使用Modbus之15功能碼實(shí)現(xiàn)；

3、三菱FX5U讀取西門子200 Smart保持寄存器VW0~VW6并保存到自己的保持寄存器D0~D3里，使用Modbus之03功能碼實(shí)現(xiàn)；

4、三菱FX5U使用自己的保持寄存器D4~D7控制西門子200 Smart保持寄存器VW8~VW14，使用Modbus之16功能碼實(shí)現(xiàn)。

三、通信連接說明：

1、三菱FX5U本體自帶以太網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接至無線路由器LAN接口；

2、西門子200 Smart本體自帶以太網(wǎng)口通過網(wǎng)線連接至無線路由器LAN接口。

四、Modbus TCP服務(wù)器通信參數(shù)：

1、Modbus TCP服務(wù)器：西門子200 Smart

2、Modbus TCP服務(wù)器IP地址：192.168.1.150

3、Modbus TPC服務(wù)器子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

4、Modbus TCP服務(wù)器默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：192.168.1.1

5、Modbus TCP服務(wù)器端口號：502

五、Modbus TCP客戶端通信參數(shù)：

1、Modbus TCP客戶端：三菱FX5U

2、Modbus TCP客戶端IP地址：192.168.1.140

3、Modbus TPC客戶端子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

4、Modbus TCP客戶端默認(rèn)網(wǎng)關(guān)：192.168.1.1

5、Modbus TCP客戶端端口號：502

六、西門子200 Smart通信參數(shù)設(shè)置：

1、西門子200 Smart通信參數(shù)設(shè)置如下所示：

2、西門子200 Smart設(shè)備編號和Modbus寄存器編號、地址對應(yīng)表如下所示：

七、西門子200 Smart實(shí)現(xiàn)Modbus TCP服務(wù)器相關(guān)指令：

1、MBS_Connect指令：

MBS_Connect指令各個(gè)參數(shù)定義如下所示：

（1）、EN使能：必須保證每一掃描周期都被使能；

（2）、Connect：啟動(dòng)TCP 連接建立操作；

（3）、Disconnect: 斷開TCP連接操作；

（4）、ConnID: TCP 連接標(biāo)識；

（5）、IPaddr1~IPaddr4: Modbus TCP 客戶端的IP地址，IPaddr1 是 IP 地址的最高有效字節(jié)，IPaddr4 是 IP 地址的最低有效字節(jié)。如果不指定客戶端IP地址，則可以設(shè)置為0.0.0.0；

（6）、LocPort： 本地設(shè)備上端口號；

（7）、MaxHold: 用于設(shè)置 Modbus 地址 4xxxx 或 4yyyyy 可訪問的 V 存儲器中的字保持寄存器數(shù)；

（8）、HoldStart: 間接地址指針，指向CPU 中 V 存儲器中保持寄存器的起始地址；

（9）、ConnectDone：Modbus TCP連接已經(jīng)成功建立；

（10）、Busy: 連接操作正在進(jìn)行時(shí)；

（11）、Error: 建立或斷開連接時(shí)，發(fā)生錯(cuò)誤；

（12）、Status：如果指令置位“Error”輸出，Status輸出會(huì)顯示錯(cuò)誤代碼。

2、MBS_Slave指令：

MBS_Slave指令各個(gè)參數(shù)定義如下所示：

（1）、EN使能：必須保證每一掃描周期都被使能；

（2）、Done：當(dāng) MB_Server指令響應(yīng)Modbus請求時(shí)，Done 完成位在當(dāng)前掃描周期被設(shè)置為 1；如果未處理任何請求，Done完成位為0；

（3）、Error：錯(cuò)誤代碼，只有在 Done 位為1時(shí)錯(cuò)誤代碼有效。

八、西門子200 Smart實(shí)現(xiàn)Modbus TCP服務(wù)器編程：

調(diào)用MB_Server0指令庫編制的程序如下所示：

九、以太網(wǎng)調(diào)試助手和西門子200 Smart通信連接：

1、下載程序，并打開程序狀態(tài)監(jiān)控、圖標(biāo)狀態(tài)監(jiān)控，如下所示：

表明暫未有Modbus TCP客戶端去連接。

2、使用以太網(wǎng)調(diào)試助手連接西門子200 Smart：

打開以太網(wǎng)調(diào)試助手，如下所示：

協(xié)議類型選擇“TCP Client”、服務(wù)器IP地址設(shè)置為192.168.1.150、服務(wù)器端口號設(shè)置為502，點(diǎn)擊連接，如下所示：

表明此時(shí)以太網(wǎng)調(diào)試助手已經(jīng)成功連接到西門子200 Smart。此時(shí)再去監(jiān)控西門子200 Smart程序，如下所示：

表明已經(jīng)成功連接。

十、使用以太網(wǎng)調(diào)試助手測試西門子200 Smart之Modbus TCP服務(wù)器程序：

1、Modbus之01功能碼測試，讀取西門子200 Smart之Q0.0~Q0.7狀態(tài)：

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：12 34 00 00 00 06 01 01 00 00 00 08

西門子200 Smart返回：12 34 00 00 00 04 01 01 01 00

返回?cái)?shù)據(jù)為00，表明此時(shí)Q0.0~Q0.7狀態(tài)全為0

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之01功能碼測試完成：

2、Modbus之02功能碼測試，讀取西門子200 Smart之I0.0~I0.7狀態(tài)：

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：22 55 00 00 00 06 01 02 00 00 00 08

西門子200 Smart返回：22 55 00 00 00 04 01 02 01 00

返回?cái)?shù)據(jù)為00，表明此時(shí)I0.0~I0.7狀態(tài)全為0

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之02功能碼測試完成：

3、Modbus之03功能碼測試，讀取西門子200 Smart之VW0~VW6狀態(tài)：

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：33 88 00 00 00 06 01 03 00 00 00 04

西門子200 Smart返回：33 88 00 00 00 0B 01 03 08 00 3C 00 3D 00 3E 00 3F

返回?cái)?shù)據(jù)為依次為00 3A 00 3B 00 3C 00 3D，表明VW0、VW2、VW4、VW6的值依次為16進(jìn)制003C、003D、003E、003F

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之03功能碼測試完成：

4、Modbus之04功能碼測試，讀取西門子200 Smart之AIW0狀態(tài)：

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：44 22 00 00 00 06 01 04 00 00 00 01

西門子200 Smart返回：44 22 00 00 00 05 01 04 02 00 00

返回?cái)?shù)據(jù)為依次為00 00，表明AIW0為16進(jìn)制0000

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之04功能碼測試完成：

5、Modbus之05功能碼測試，將西門子200 Smart之Q0.0置位

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：87 65 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00

西門子200 Smart返回：87 65 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00

西門子200 Smart原樣返回，Q0.0置位成功

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之05功能碼測試完成：

6、Modbus之06功能碼測試，將西門子200 Smart之VW8數(shù)據(jù)設(shè)置為8

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：66 23 00 00 00 06 01 06 00 04 00 08

西門子200 Smart返回：66 23 00 00 00 06 01 06 00 04 00 08

西門子200 Smart原樣返回，VW8數(shù)據(jù)設(shè)置成功

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之06功能碼測試完成：

7、Modbus之15功能碼測試，將西門子200 Smart之Q0.0~Q0.7全部置位

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：11 11 00 00 00 08 01 0F 00 00 00 08 01 FF

西門子200 Smart返回：11 11 00 00 00 06 01 0F 00 00 00 08

西門子200 Smart返回?cái)?shù)據(jù)表明Q0.0~Q0.7置位操作設(shè)置成功

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之15功能碼測試完成：

8、Modbus之16功能碼測試，將西門子200 Smart之VW8~VW14依次設(shè)置為1、2、3、4

以太網(wǎng)調(diào)試助手發(fā)送：EE EE 00 00 00 0F 01 10 00 04 00 04 08 00 01 00 02 00 03 00 04

西門子200 Smart返回：EE EE 00 00 00 06 01 10 00 04 00 04

西門子200 Smart返回?cái)?shù)據(jù)表明VW8~VW14數(shù)據(jù)設(shè)置成功

以太網(wǎng)調(diào)試收發(fā)數(shù)據(jù)、西門子200 Smart圖表監(jiān)控如下所示，Modbus之16功能碼測試完成：

9、測試總結(jié)：

以上Modbus共計(jì)8個(gè)功能碼測試通過，亦表明西門子200 Smart之Modbus TCP服務(wù)器程序正確無誤。此時(shí)可以斷開以太網(wǎng)調(diào)試助手和西門子200 Smart的通信連接。

十一、三菱FX5U通信參數(shù)設(shè)置：

1、以太網(wǎng)端口自接點(diǎn)設(shè)置，需要設(shè)置IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、通信數(shù)據(jù)代碼等諸多選型，如下所示：

2、對象設(shè)備連接配置設(shè)置，拖入一個(gè)Active連接設(shè)備，通信手段選擇“通信協(xié)議”、可編程控制的IP地址設(shè)置為192.168.1.140、可編程控制器端口號設(shè)置為502；傳感器設(shè)備IP地址暫時(shí)設(shè)置為192.168.1.106（此為電腦IP地址，方便測試時(shí)使用以太網(wǎng)調(diào)試助手測試三菱FX5U程序，待測試OK后再修改為西門子200 Smart的IP地址）、傳感器設(shè)備端口號設(shè)置為502，如下所示：

3、三菱FX5U以太網(wǎng)端口通信協(xié)議支持功能數(shù)據(jù)包建立：

協(xié)議號1，功能碼為02，用來讀取Modbus TCP服務(wù)器多路輸入

協(xié)議號2，功能碼為15，用來寫入Modbus TCP服務(wù)器多路線圈

協(xié)議號3，功能碼為03，用來讀取Modbus TCP服務(wù)器多路保持寄存器

協(xié)議號4，功能碼為16，用來寫入Modbus TCP服務(wù)器多路保持寄存器

（1）、協(xié)議號1詳細(xì)設(shè)置如下所示：

發(fā)送，占用寄存器D1000~D1003，如下所示：

正確返回，占用寄存器D1007~D1010，如下所示：

錯(cuò)誤返回，占用寄存器D1004~D1006，如下所示：

（2）、協(xié)議號2詳細(xì)設(shè)置如下所示：

發(fā)送，占用寄存器D1107~D1112，如下所示：

正確返回，占用寄存器D1100~D1103，如下所示：

錯(cuò)誤返回，占用寄存器D1104~D1106，如下所示：

（3）、協(xié)議號3詳細(xì)設(shè)置如下所示：

發(fā)送，占用寄存器D1200~D1203，如下所示：

正確返回，占用寄存器D1207~D1213，如下所示：

錯(cuò)誤返回，占用寄存器D1204~D1206，如下所示：

（4）、協(xié)議號4詳細(xì)設(shè)置如下所示：

發(fā)送，占用寄存器D1307~D1315，如下所示：

正確返回，占用寄存器D1300~D1303，如下所示：

錯(cuò)誤返回，占用寄存器D1304~D1306，如下所示：

十二、三菱FX5U實(shí)現(xiàn)Modbus TCP客戶端相關(guān)指令：

1、SP.SOCOPEN指令：

指令格式如下所示

指令參數(shù)說明如下所示

其中操作數(shù)S2含義如下所示

編程舉例如下所示：

2、SP.SOCCLOSE指令：

指令格式如下所示：

指令參數(shù)說明如下所示

其中操作數(shù)S2的含義如下所示

編程舉例如下所示：

3、SP.ECPRTCL指令：

指令格式如下所示

指令參數(shù)說明如下所示

其中操作數(shù)S3的含義如下所示

十三、三菱FX5U實(shí)現(xiàn)Modbus TCP客戶端編程：

1、初始化部分程序，D0~D3初始化清零、D4~D7初始化分別賦值0~3、每1分鐘給D4~D7做加1操作、當(dāng)D4~D7分別大于6000時(shí)清零，如下所示：

2、和Modbus TCP服務(wù)器建立連接部分程序，當(dāng)Modbus TCP服務(wù)器準(zhǔn)備就緒時(shí)，置位M100即可和Modbus TCP服務(wù)器建立連接，程序隨即置位M0，即可開始執(zhí)行SP.ECPRTCL指令，如下所示：

3、和Modbus TCP服務(wù)器斷開連接部分程序，當(dāng)Modbus TCP服務(wù)器斷開連接或者置位M104時(shí)，即可執(zhí)行斷開和Modbus TCP服務(wù)器連接的操作，程序隨即復(fù)位M0~M3，終止執(zhí)行SP.ECPRTCL指令，如下所示：

4、讀取Modbus TPC服務(wù)器8路輸入部分程序，功能碼02，對應(yīng)協(xié)議號1，M0置位后開始執(zhí)行該段程序，讀取的Modbus TCP服務(wù)器8路輸入映射到三菱FX5U的8路數(shù)字量輸出Y0~Y7里，該段程序中的SP.ECPRTCL指令執(zhí)行完成之后復(fù)位M0、置位M1，緊接著去執(zhí)行下一個(gè)SP.ECPRTCL指令，如下所示：

5、寫入Modbus TCP服務(wù)器8路線圈部分程序，功能碼15，對應(yīng)協(xié)議號2，M1置位后開始執(zhí)行該段程序，使用三菱FX5U的X0~X7去控制Modbus TCP服務(wù)器8路線圈，該段程序中的SP.ECPRTCL指令執(zhí)行完成之后復(fù)位M1、置位M2，緊接著去執(zhí)行下一個(gè)SP.ECPRTCL指令，如下所示：

6、讀取Modbus TCP服務(wù)器4路保持寄存器部分程序，功能碼03，對應(yīng)協(xié)議號3，M2置位后開始執(zhí)行該段程序，讀取Modbus TCP服務(wù)器4路保持寄存器后轉(zhuǎn)存到三菱FX5U的D0~D3寄存器中，該段程序中的SP.ECPRTCL指令執(zhí)行完成之后復(fù)位M2、置位M3，緊接著去執(zhí)行下一個(gè)SP.ECPRTCL指令，如下所示：

7、寫入Modbus TCP服務(wù)器4路保持寄存器部分程序，功能碼16，對應(yīng)協(xié)議號4，M3置位后開始執(zhí)行該段程序，使用三菱FX5U的D4~D7去控制Modbus TCP服務(wù)器4路保持寄存器，該段程序中的SP.ECPRTCL指令執(zhí)行完成之后復(fù)位M3、置位M0，緊接著又去執(zhí)行第一個(gè)SP.ECPRTCL指令，如下所示：

十四、三菱FX5U和以太網(wǎng)調(diào)試助手通信連接：

1、以太網(wǎng)調(diào)試助手做以太網(wǎng)服務(wù)器的設(shè)置

打開以太網(wǎng)調(diào)試助手，如下所示：

協(xié)議類型選擇TCP Server、本地IP地址按電腦實(shí)際IP地址設(shè)置為192.168.1.106、本地端口號設(shè)置為502，點(diǎn)擊開始監(jiān)聽，如下所示：

2、下載三菱FX5U以太網(wǎng)口通信協(xié)議支持功能數(shù)據(jù)包

3、下載三菱FX5U程序

4、監(jiān)視三菱FX5U程序，如下所示

建立連接程序段；斷開連接程序段：

以上可以看出連接1開放結(jié)束信號SD10680.0、連接1開發(fā)請求信號SD10681.0均為0，符合建立和Modbus TCP服務(wù)器連接條件，此時(shí)可置位M100建立和以太網(wǎng)調(diào)試助手的連接，如下所示：

5、以太網(wǎng)調(diào)試助手連接建立，如下所示：

十五、三菱FX5U之Modbus TCP客戶端程序的監(jiān)視：

三菱FX5U和以太網(wǎng)調(diào)試助手建立連接成功后，以太網(wǎng)調(diào)試助手即可觀察到來自三菱FX5U發(fā)出的Modbus TCP命令，如下所示：

十六、三菱FX5U和西門子200 Smart通信測試步驟：

1、使用網(wǎng)線將西門子200 Smart連接至無線路由器LAN口、使用網(wǎng)線將三菱FX5U連接至無線路由器LAN口，完成硬件連接，如下所示：

2、下載西門子200 Smart之Modbus TCP服務(wù)器程序，并打開監(jiān)控，如下所示：

3、將三菱對象設(shè)備連接配置設(shè)置中連接設(shè)備的IP地址修改為西門子200 Smart的IP地址，如下所示：

4、重新下載三菱FX5U之Modbus TCP客戶端程序，并打開監(jiān)控，如下所示：

5、在三菱編程軟件中置位M100，即可建立三菱FX5U和西門子200 Smart的TCP連接，連接建立成功后，三菱FX5U隨即會(huì)發(fā)送有關(guān)02、15、03、16功能碼命令，如下所示：

6、Modbus之02功能碼的測試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能是西門子200 Smart的I0.0~I0.7控制三菱FX5U的Y0~Y7，在西門子編程軟件中強(qiáng)制I0.0為1，同時(shí)觀察三菱編程軟件中Y0的狀態(tài)，如下所示：

7、Modbus之15功能碼的測試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能是三菱FX5U的X0~X7控制西門子200 Smart的Q0.0~Q0.7，在三菱編程軟件中強(qiáng)制X1為1，同時(shí)觀察西門子編程軟件中Q0.1的狀態(tài)，如下所示：

8、Modbus之03功能碼的測試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能是三菱FX5U讀取西門子200 Smart的VW0`VW6保存到自己的D0~D3里，監(jiān)視西門子編程軟件中VW0~VW6的值，并監(jiān)視三菱編程軟件中D0~D3的值，如下所示：

9、Modbus之16功能碼的測試，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能是三菱FX5U的D4~D7去控制西門子200 Smart的VW8~VW14，監(jiān)視三菱編程軟件中D4~D7的值，并監(jiān)視西門子編程軟件VW8~VW14的值，如下所示：

十七、總結(jié)：

至此，三菱FX5U（Modbus TCP客戶端）和西門子200 Smart（Modbus TCP服務(wù)器）完美實(shí)現(xiàn)了Modbus TCP以太網(wǎng)通信。

作者簡介：

guanyumou：關(guān)普，中華工控網(wǎng)串口通信板塊版主。就職于西安棋影工作室，專注各種組態(tài)軟件、觸摸屏、PLC、單片機(jī)、變頻器、伺服控制器、智能儀表等Modbus TCP以太網(wǎng)通信、Modbus RTU串口通信、Modbus ASCII串口通信和其他協(xié)議通信等！