[技巧]把多个DB数据映射到任意Modbus地址开始的数据区域，实现了数据的灵活访问

科控物联

发布于 2022-03-29 06:50:27

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摘要： 自V4.0及以上版本的Modbus_Slave指令，可把多个DB数据映射到任意Modbus地址开始的数据区域，实现了数据的灵活访问

1 S7-1200/1500 Modbus RTU 通信概述

SIMATIC S7-1200/1500 PLC 支持标准的Modbus RTU通信协议，可以作为主站或者从站与西门子及第三方设备进行通信。目前 TIA Portal 中集成用于ModbusRTU通信的指令版本有V1.x、V2.x、V3.x、V4.x ，V3.0及以下版本的Modbus_Slave指令是直接访问过程映像区和保持性寄存器，对于保持性寄存器，只能把固定某一个DB数据映射到以40001开始的寄存器地址。自V4.0及以上版本的Modbus_Slave指令，可把多个DB数据映射到任意Modbus地址开始的数据区域，实现了数据的灵活访问，如下图 1-1 所示。

图1-1 Modbus RTU指令

Modbus RTU从站V5.0及以上版本指令Modbus_Slave 使用条件：

TIA Portal V15及以上版本
S7-1200 CPU V4.2及以上版本
S7-1500 CPU V2.5及以上版本

2 测试环境和内容

本示例通过以下产品使用V4.3版本Modbus_Slave指令构建Modbus RTU从站，实现了在1217 CPU 中构建多个DB数据块与不同Modbus寄存器地址的映射关系，并进行了数据读写访问验证。

软件： TIA Portal Professional V16 Modbus Poll 调试软件
硬件： CPU1217C DC/DC/DC V4.4 CB1241（RS485） V1.0

3 配置过程

3.1 硬件组态

创建项目完成后，添加用于ModbusRTU通信的串口模块，本例选择的是CB1241串口通信板，接口参数如图3-1所示。

图3-1 接口参数

3.2 指令调用

在 OB1组织块中添加“Modbus_Comm_Load”和“Modbus_Slave”指令块，软件将提示会为该指令生成一个背景数据块，本例中为 DB5“Modbus_Comm_Load_DB”和DB6 “Modbus_Slave_DB”，如下图3-2所示。指令各引脚具体含义及如何分配请参考以下链接：Modbus RTU通信。

注意：当使用指令背景数据块DB6“Modbus_Slave_DB”中“Data_Area_Array”变量构建寄存器与数据块的映射关系时（如图3-5），则输入变量“MB_HOLD_REG”与Modbus的保持性寄存器地址的映射关系失效，由于引脚不分配变量会报错，可任意分配空闲地址区域。

图3-2 通信指令

3.3 创建数据块

创建用于映射Modbus寄存器地址的数据块，DB10（Area 1 for Holding Register）、DB11（Area 2 for Holding Register）、DB12（Area 3 for Holding Register）如下图 3-3 所示。

图 3-3 创建数据块

对于需要访问的数据必须存储在标准数据块，创建的数据块默认是优化访问，需要禁用数据块的“优化的块访问”属性，且不得“仅存储在装载内存中”，如下图3-4所示。

图3-4 数据块属性

3.4 定义数据块与Modbus寄存器地址映射关系

映射关系在Modbus_Slave指令背景数据块DB6“Modbus_Slave_DB”的静态变量Data_Area_Arry中定义，Data_Area_Array 包含八个元素，本例中使用了3个区域，区域1定义DB10映射到保持性寄存器40001-40005、区域2定义DB11映射到保持性寄存器40021-40025、区域3定义DB12映射到保持寄存器40031-40035、区域4~8保持默认为0，如下图3-5所示。

图3-5分配数据区域

注意：如果要使用的数据区域不到八个，则分配的数据区域必须是从元素1开始的连续区域，不然数据区域中的第一个空白元素会终止数据区域。比如定义元素1、2、4 和5，由于字段元素3 空白，则只会识别到元素1 和2。

Data_Area_Array[x]（其中 1 <= x <= 8）中每个元素都是 MB_DataArea 类型的 UDT，其结构如下表3-1所示：

参数	数据类型	含义
data_type	UInt	映射到此数据区域的 MODBUS 数据类型的标识符：0：空字段元素或未使用数据区域的标识符。此时，db、start 和 length 的值不相关。1：过程映像输出（与功能代码 1、5 和 15 一起使用）2：过程映像输入（与功能代码 2 一起使用）3：保持性寄存器（与功能代码 3、6 和 16 一起使用）4：输入寄存器（与功能代码 4 一起使用）注：如果已定义 MODBUS 数据类型的数据区域，则指令 Modbus_Slave 不能再直接访问此MODBUS 数据类型。如果该数据类型的 MODBUS 请求的地址与定义的数据区域不对应，则 STATUS 中会返回一个值 W#16#8383。
db	UInt	MODBUS 寄存器或位所映射的目标数据块的编号。注：数据块编号在数据区域中必须是唯一的，不得在多个数据区域中定义相同的数据块编号。数据块必须支持标准访问，并且不得仅存储在装载存储区中。默认从DB中起始地址0.0开始映射。允许值：1 到 60999
start	UInt	映射到数据块中的首个 MODBUS 地址（从地址 0.0 开始）。允许值：0 到 65535
length	UInt	位数（对于 data_type 的值 1 和 2）或寄存器数量（对于 data_type 的值 3 和 4）。注：相同 MODBUS 数据类型的 MODBUS 地址区域不得重叠。允许值：1 到 65535