Modbus Tcp Master操作手册

概述

Modbus 本身是一种信息交换的规范，Modbus TCP则是透过TCP/IP来实现Modbus 的一种方式，因此所有的信息都是通过TCP/IP来传输的；Modbus协议属于 C/S 架构，Modbus Tcp Master可以读写Rtu Slave的地址，实现数据交互；

使用场景

设备间数据采集和监控（如PLC与传感器、HMI的连接）。
过程自动化中的数据传输。
远程监控和控制系统。

整体架构

注：本手册中用到的中科时代的软件包，均可以从官网的子页面获取。官网提供的版本可能比本手册中提到的版本更高，一般情况下这不会影响您按照本手册的例子执行相应的操作
Modbus Tcp是透过TCP/IP来实现Modbus的一种方式，因此所有讯息是透过TCP/IP来传输的，Modbus Tcp Master可以对Slave发送读或者写的指令，Slave收到指令后会回复确认信息，整个Modbus的沟通建立在一来一回的讯息交换上；
下表概述了各个产品组件

	产品组件	描述说明
主站	simodbusmaster_1.1.4_amd64.deb	Modbus tcp Master RTE组件
	SF4100_ModbusMaster_1.0.0.2.library	Modbus tcp Master Metafacture 库文件
从站	modbusslave_1.1.3_amd64.deb	Modbus tcp Slave RTE组件
	sf4100_modbusslave_1.0.0.1.library	Modbus tcp Slave Metafacture 库文件

安装卸载

安装要求

中科时代出厂的工智机；
安装DeviceManager.exe (0.0.2.4)软件

安装过程

工智机端安装Modbus Tcp Master RTE组件

运行DeviceManager.exe 软件
安装ACP 服务（以工智机（192.168.105.20）为例），选择“在线安装”

选择工智机（192.168.105.20），点击“本地”，进入本地安装界面；
进入工智机设备管理器界面，点击"软件”下拉选择“组件管理”，进入“浏览页面”，选择"modbusmaster"查看安装版本并点击“安装”；

传输完成，弹窗选择确定安装；安装完成后，选择确认重启组件；
安装完成后，本地新增1.1.4版本的"modbusmaster"组件，

Metafacture安装library

打开Metafacture，点击“工具” -- “库存储”
点击“安装” -- 选中modbus master的库文件，点击“打开”
工程中点击“库管理器” -- “添加库” -- 选中modbus库点击“确定”

卸载过程

工智机端卸载Modbus Tcp Master RTE组件

进入工智机设备管理器->“组件管理界面”->"本地”，选择组件"modbusmaster" 点击“卸载”；

确认卸载组件且确定重新加载；
加载完成后，"modbusmaster" 组件被删除；

卸载MetaFacture侧的Modbus Tcp master library

MetaFacture界面点击“工具” -- “库存储”

对话框中选中安装的modbus master的库，点击“卸载”

技术说明

快速启动

本例实验要求及原理

硬件：	软件：

本例实验要求及原理

实验要求：按照“安装卸载”部分中的“安装过程”配置完成Modbus Tcp Master环境

1、实验原理

Metafacture Modbus Tcp主站通过 TCP 连接向第三方Modbus Tcp 从站发送请求，主要包含：功能码、目标寄存器的地址和数量、写操作时的数据；从站收到请求后先检查数据的合法性，然后执行请求的操作，响应主站请求；
上位机和工智机使用EtherNet连接；
上位机上，MetaFacture下装工程到工智机。工程中会包含下面的试验操作步骤中的配置；
工智机与第三方TCPIP客户端通过EtherNet连接；

本例实验操作步骤

读操作

测试环境

SX21工智机作为主站，助手作为从站：

从站助手配置：

Connection 选择：Modbus TCP/IP

Ip Address ：本机电脑IP地址（与工智机在同一网段）

Port :502（示例使用默认端口号）

操作步骤

1、创建工程ModbusTCPMaster 工程；

2、按照如下操作完成读功能操作；

读多线圈的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master读线圈功能块

bRead                          : BOOL ;
ReadCoils                    : FB_MBTcpReadCoils;
ReadCoilData            : ARRAY[0..9] OF BYTE;

POU中程序区域调用ReadCoils

工程运行后触发ReadCoils中的bExecute上升沿执行读取线圈的值，即写入bRead为True；
工程中调用功能块的nUnitID必须写为当前从站设置的ID值，不然会报错，并且读不到数据，后面调用其他功能块也是必须写nUnitID。
Modbus Slave 工具配置模式如下：
MetaFacture配置程序暂停并重新运行，获取结果如下：

b读取离散输入的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master读离散输入功能块

bRead                               : BOOL ;
ReadInputs                       : FB_MBTcpReadInputs;
ReadInputData : ARRAY[0..9] OF BYTE;

POU中程序区域调用ReadInputs

ReadInputs(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=502 , 
nUnitID:= 1,
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(ReadInputData) , pDestAddr:=ADR(ReadInputData) , 
bExecute:=bRead , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发ReadInputs中的bExecute上升沿执行读取离散输入的值，即写入bRead为True；
Modbus Slave工具配置模式如下：
MetaFacture配置程序暂停并重新运行，获取结果如下：

c. 读取保持寄存器的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master读保持寄存器功能块

bRead                           : BOOL ;
ReadRegs                     : FB_MBTcpReadRegs;
ReadRegsData     : ARRAY[0..9] OF WORD;

POU中程序区域调用ReadRegs

ReadRegs(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=502 , 
nUnitID:= 1, 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(ReadRegsData) , pDestAddr:=ADR(ReadRegsData) ,
bExecute:=bRead , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发ReadRegs中的bExecute上升沿执行读取保持寄存器的值，即写入bRead为True；
Modbus Slave工具配置模式如下：
MetaFacture配置程序暂停并重新运行，获取结果如下

d. 读取输入寄存器的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master读输入寄存器功能块

bRead                              : BOOL ;
ReadInputRegs                : FB_MBTcpReadInputRegs;
ReadInputRegsData: ARRAY[0..9] OF WORD;

POU中程序区域调用ReadInputRegs

ReadInputRegs(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=502 , 
nUnitID:=1 , 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(ReadInputRegsData) , pDestAddr:=ADR(ReadInputRegsData) , bExecute:=bRead , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发ReadInputRegs中的bExecute上升沿执行读取输入寄存器的值，即写入bRead为True；
Modbus Slave工具配置模式如下：
MetaFacture配置程序暂停并重新运行，获取结果如下：

写操作

测试环境

SX21工智机作为主站，助手作为从站。

操作步骤

1、创建工程ModbusTCP Master 工程；

2、按照如下操作完成写功能操作；

a. 写多线圈的实验步骤如下：

POU中声明区域调用ModbusTCP Master写线圈功能块

bWrite                           : BOOL ;
WriteCoils                     : FB_MBTcpWriteCoils;
WriteCoilsData     : ARRAY[0..9] OF BOOL:=[1,1,1,1,1];

POU中程序区域调用WriteCoils功能块

WriteCoils(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=502 , 
nUnitID:=1 , 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(WriteCoilsData) , 
pSrcAddr:=ADR(WriteCoilsData) , 
bExecute:=bWrite , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发WriteCoils中的bExecute上升沿执行写多线圈的值，即写入bWrite为True；
从站显示结果：

b. 写多保持寄存器的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master写多保持寄存器功能块

bWrite                           : BOOL ;
WriteRegs                     : FB_MBTcpWriteRegs;
WriteRegsData     : ARRAY[0..9] OF WORD:=[16#FF,16#FE,16#FD,16#FC,16#FB,16#FA,16#F9,16#F8,16#F7,16#F6];

POU中程序区域调用WriteRegs

WriteRegs(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=502 , 
nUnitID:=1 , 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(WriteRegsData) , pSrcAddr:=ADR(WriteRegsData) , 
bExecute:=bWrite , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发WriteRegs中的bExecute上升沿执行写多保持寄存器的值，即写入bWrite为True；
从站显示结果：

两台工智机相互访问

测试环境

SX20工智机作为主站，SX21工智机作为从站。

Modbus Slave 端使用说明：

Modbus slaver 默认502 端口
新增M区、Q区配置：

Q区---功能码：01 ，02 、05 位变量操作（读写）

M区---功能码：03 ，04 、06 寄存器变量操作（读写）

使用同一Slave功能块最多支持15个从站的创建。

操作步骤

1、创建工程ModbusTCPSlave 工程；

2、配置从站工程声明变量；

POU中声明区域调用ModbusTCP Slave功能块

PROGRAM ModbusTCPSlave
VAR
TCPslave                   : MetaCore_ModbusSlave.FB_ModbusTCPSlave;//Modbus TCP从站功能块
Coil  : ARRAY[0..9] OF BOOL:=[1,0,1,0,1,0,1,0,1,0];//初始化线圈数据
DiscreteInput  : ARRAY[0..9] OF BOOL:=[0,1,0,1,0,1,0,1,0,1];//初始化离散输入数据
InputRegister  : ARRAY[0..9] OF WORD:=[11,22,33,44,55,66,77,88,99,16#AA];
//初始化输入型寄存器数据
HoldingRegister  : ARRAY[0..9] OF WORD:=[16#AA,99,88,77,66,55,44,33,22,11];
//初始化保持型寄存器数据
END_VAR

POU中程序区域调用MetaCore_ModbusSlave.FB_ModbusTCPSlave

TCPslave(
        bEnable:=TRUE ,                                       //Modbus TCP从站功能块使能
        ePort:= ,                                                     //Modbus RTU参数，Modbus TCP不填
        sIpAddr:='192.168.105.11' ,                       //Modbus TCP从站IP地址
        uiIpPort:=503 ,                                  //Modbus TCP从站端口，本例使用503端口
        udiTimeOut:= ,                                            //超时时间
        pbyCoil:=ADR(Coil) ,                                   //线圈指针
        pbyDiscreteInput:=ADR(DiscreteInput) ,     //离散输入指针
        pbyInputRegister:=ADR(InputRegister) ,    //输入型寄存器指针
        pbyHoldingRegister:=ADR(HoldingRegister) ,       //保持型寄存器指针
        udiRwBitSize:=SIZEOF(Coil) ,                              //线圈的个数
        udiInBitSize:=SIZEOF(DiscreteInput) ,                 //离散输入的个数
        udiInWordSize:=SIZEOF(InputRegister) ,             //输入型寄存器的个数
        udiRwWordSize:=SIZEOF(HoldingRegister) ,      //保持型寄存器的个数
        psMbTest:= ,                                                         //测试用，不可填
        bBusy=> , bActive=> , bConnect=> , bError=> , eError=> , ulRecvCounter=> , ulSendCounter=> , sLocalIp=> , sClientIP=> );

3、创建工程ModbusTCPMaster 工程;

4、按照如下操作完成写功能操作；

a. 写多线圈的实验步骤如下：

POU中声明区域调用ModbusTCP Master写线圈功能块

bWrite                           : BOOL ;
WriteCoils                     : FB_MBTcpWriteCoils;
WriteCoilsData     : ARRAY[0..9] OF BOOL:=[1,1,1,1,1];

POU中程序区域调用WriteCoils功能块

WriteCoils(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=503 , 
nUnitID:=1 , 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(WriteCoilsData) , 
pSrcAddr:=ADR(WriteCoilsData) , 
bExecute:=bWrite , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发WriteCoils中的bExecute上升沿执行写多线圈的值，即写入bWrite为True；
主站数据
从站显示结果：

b. 写多保持寄存器的实验步骤如下：

POU中声明区域调用modbus tcp master写多保持寄存器功能块

bWrite                           : BOOL ;
WriteRegs                     : FB_MBTcpWriteRegs;
WriteRegsData     : ARRAY[0..9] OF WORD:=[16#FF,16#FE,16#FD,16#FC,16#FB,16#FA,16#F9,16#F8,16#F7,16#F6];

POU中程序区域调用WriteRegs

WriteRegs(sIPAddr:=ipaddr , 
nTCPPort:=503 , 
nUnitID:=1 , 
nQuantity:=10 , 
nMBAddr:=0 , 
cbLength:=SIZEOF(WriteRegsData) , pSrcAddr:=ADR(WriteRegsData) , 
bExecute:=bWrite , 
tTimeout:= , bBUSY=> , bError=> , nErrId=> );

工程运行后触发WriteRegs中的bExecute上升沿执行写多保持寄存器的值，即写入bWrite为True；
主站数据
从站显示结果：

实验注意点

1、实验中用到的从站的IP、端口请改成实际使用的从站ip、端口；

2、实验中使用的从站配置案例如下：

配置PC 为从站：
安装工具ModbusSlave
配置模式：SlaveID、功能码（01，02，03，04）开始地址、队列
设置寄存器的值/状态

功能介绍

主站配置读取从站多线圈

功能块FB_MBTcpReadCoils介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站的IP
nTCPPort	UINT	从站的端口
nUnitID	BYTE	从站ID
nQuantity	WORD	从线圈起始位置读取的长度,一次最多读取125位
nMBAddr	WORD	线圈起始位置
cbLength	UDINT	存储读取的字节大小
pDestAddr	POINTER TO BYTE	要读的存放数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	Time	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置读取从站输入寄存器

功能块FB_MBTcpReadInputRegs介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nQuantity	UINT	读取多少位输入寄存器，一次最多读取125位
nMBAddr	UINT	读取的输入寄存器起始位置
cbLength	UINT	存储读取的字节大小
pDestAddr	POINTER TO WORD	要读的存放数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置读取从站离散输入

功能块FB_MBTcpReadInputs介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nQuantity	UINT	读取多少位离散输入
nMBAddr	UINT	读取的离散输入起始位置
cbLength	UINT	存储读取的字节大小
pDestAddr	POINTER TO BYTE	要读的存放数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置读取从站保持寄存器

功能块FB_MBTcpReadRegs介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nQuantity	UINT	读取多少位保持寄存器，一次最多读取125位
nMBAddr	UINT	读取的保持寄存器起始位置
cbLength	UINT	存储读取的字节大小
pDestAddr	POINTER TO word	要读的存放数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置写从站多线圈

功能块FB_MBTcpWriteCoils介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nQuantity	UINT	写多少位线圈
nMBAddr	UINT	要写入的线圈起始位置
cbLength	UINT	存储写入的字节大小
pSrcAddr	POINTER TO BYTE	要写入的数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置写从站多保持寄存器

功能块FB_MBTcpWriteRegs介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nQuantity	UINT	写多少位线圈，一次最多写123位
nMBAddr	UINT	要写入的保持寄存器起始位置
cbLength	UINT	存储写入的字节大小
pSrcAddr	POINTER TO WORD	要写入的数据的存放地址
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置写从站单线圈

功能块FB_MBTcpWriteSingleCoil介绍

参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nMBAddr	UINT	要写入的单线圈的位置
nValue	BOOL	要写入的值
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

主站配置写从站单保持寄存器

功能块FB_MBTcpWriteSingleReg介绍

8.2．参数介绍

输入参数

参数名称	参数类型	描述
sIPAddr	string	从站ip
nTCPPort	UINT	从站端口
nUnitID	UINT	从站id
nMBAddr	UINT	要写入的单保持寄存器的位置
nValue	UINT	要写入的值
bExecute	BOOL	上升沿触发执行
tTimeout	TIME	超时

输出参数

参数名称	参数类型	描述
bBUSY	BOOL	功能块激活时设置，直到确认接收
bError	BOOL	如果命令在传输过程中出现错误，则设置true直到bBusy输出被重置
nErrId	UDINT	当bError输出被设置，提供错误号

9 . 主站配置连接10从站

使用模拟软件配置10个从站（各个从站ID配置不一样），参考如下：
主站配置连接10个从站进行读写操作，测试读写正常

附录

Linux 指令安装/卸载指南

安装要求

中科时代出厂的工智机；
熟悉基础的Linux操作命令

安装过程

工智机端安装Modbus Tcp Master RTE组件

上传deb包到工智机Linux环境的/home/sinsegye目录下
上传完成后在工智机上执行命令安装（参考下方截图，如果模块文件名发生变化则命令行中的文件名做相应更改）

cd $HOME sudo dpkg -i modbusmaster_1.1.4_amd64.deb

修改RTE的配置文件，ComponentManger模块下加入modbusmaster

 \[ComponentManager] Component.0=retainDeamon Component.1=CmpCanBusUtils Component.2=CmpSinsegyeLibs Component.3=SinsegyeCmp Component.4=modbusmaster

重启RTE服务，使新加入的modbusmaster被调用

sudo systemctl restart sinsegyerte.service

更新安装

工智机端升级Modbus Tcp Master RTE组件

上传deb包到工智机Linux环境的/home/sinsegye目录下
上传完成后在工智机上执行命令安装（参考下方截图，如果模块文件名发生变化则命令行中的文件名做相应更改）

cd $HOME sudo dpkg -i modbusmaster_1.1.4_amd64.deb

重启RTE服务，使新升级的modbusmaster生效

sudo systemctl restart sinsegyerte.service

卸载过程

工智机端卸载Modbus Tcp Master RTE组件

工智机上执行命令卸载modbusmaster

sudo dpkg -r simodbusmaster

修改RTE的配置文件，ComponentManger模块下去掉modbusmaster

sudo vim /usr/local/etc/SinsegyeRTE/SinsegyeRTE.cfg

重启RTE服务

sudo systemctl restart sinsegyerte.service

错误处理

需要先确定网络通讯正常，确定主站要请求的从站地址都存在；
确保主/从站的deb包与Library文件包一致；

Modbus Tcp Master操作手册

概述

安装卸载

技术说明

快速启动

本例实验操作步骤

两台工智机相互访问

实验注意点

功能介绍

主站配置读取从站多线圈

主站配置读取从站输入寄存器

主站配置读取从站离散输入

主站配置读取从站保持寄存器

主站配置写从站多线圈

主站配置写从站多保持寄存器

主站配置写从站单线圈

主站配置写从站单保持寄存器

8.2． 参数介绍

9 . 主站配置连接10从站

附录

Linux 指令安装/卸载指南

8.2．参数介绍