### 基于S7-300/400以太网通讯模块CP Modbus TCP通讯快速入门
#### Modbus TCP通讯概述
##### 1.1 通讯所使用的以太网参考模型
MODBUS/TCP是MODBUS系列通讯协议的一个变种，专门设计用于管理和控制自动化设备，并支持在使用TCP/IP协议的"Intranet"和"Internet"环境中传输MODBUS报文。在Modbus TCP传输过程中采用了TCP/IP以太网参考模型中的五层结构：
1. **物理层**：提供设备之间的物理接口，与市场上常见的介质/网络适配器兼容。
2. **数据链路层**：将信号格式化成携带源地址和目的地址的数据帧。
3. **网络层**：实现基于32位IP地址的IP报文封装。
4. **传输层**：确保数据的可靠传输，包括错误检测、数据重传、端口服务和传输调度。
5. **应用层**：MODBUS协议报文在此层被处理。
##### 1.2 Modbus TCP数据帧
MODBUS数据在TCP/IP以太网上的传输采用特定的数据帧格式，支持Ethernet II和802.3两种帧格式。Modbus TCP数据帧通常包含报文头、功能代码和数据三部分。其中，MBAP报文头（MBAP, Modbus Application Protocol）分为四个域，共7个字节。
##### 1.3 Modbus TCP使用的通讯资源端口号
在MODBUS服务器中，通常默认使用端口502进行通信。而在MODBUS客户端程序中，可以设置任意端口进行通信，为了避免与其他通讯协议发生冲突，建议从端口2000开始使用。
##### 1.4 Modbus TCP使用的功能代码
MODBUS TCP使用不同的功能代码来定义具体的操作命令，这些功能代码可以分为以下几类：
1. **公共功能代码**：这些代码已经定义好并保证其唯一性，由MODBUS组织认可。
2. **用户自定义功能代码**：这类代码分为两个区间，即65～72和100～110，无需官方认可，但不保证唯一性。如果希望转变为公共代码，则需要提交RFC认可。
3. **保留功能代码**：某些公司为了兼容某些传统设备会使用这些代码，它们不应用于公共场合。
根据应用的深度，可以将功能代码进一步划分为三个类别：
1. **类别0**：客户机/服务器最小可用子集，包括读取多个保持寄存器（fc.3）和写入多个保持寄存器（fc.16）的功能。
2. **类别1**：扩展了类别0的功能，例如增加读取多个离散输入（fc.2）和写单个线圈（fc.5）等操作。
3. **类别2**：包括所有MODBUS标准功能代码，提供更全面的功能支持。
#### SIMATIC S7 Modbus TCP通讯概述
##### 2.1 概述
SIMATIC S7系列PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）支持通过以太网通讯模块CP343/443-1实现MODBUS/TCP通讯。这种通讯方式使得S7-300/400 PLC能够与第三方设备通过MODBUS协议进行数据交换。
##### 2.2 CP343-1或CP443-1做Modbus TCP通讯的使用限制
尽管CP343-1和CP443-1支持MODBUS/TCP通讯，但在实际应用中存在一定的限制条件，例如最大连接数、最大数据量等，这些限制可能会对通讯性能产生影响。
#### 配置CP343-1作为Server进行Modbus TCP通讯
##### 3.1 例子中使用的硬件设备及软件
本节将介绍如何配置CP343-1作为MODBUS/TCP服务器，并通过Modscan32软件进行测试。所使用的硬件设备包括SIMATIC S7-300 CPU、CP343-1以太网通讯模块等，软件方面则使用STEP 7进行硬件组态和编程，Modscan32用于模拟第三方设备进行测试。
##### 3.2 通过Step 7 / HW及Modscan32软件组态
在STEP 7中创建一个新的项目，添加S7-300 CPU和CP343-1模块。然后，配置CP343-1的通讯参数，包括IP地址、子网掩码等。接着，使用Modscan32软件配置MODBUS/TCP连接，指定服务器的IP地址和端口号。通过Modscan32发送请求测试是否能成功读取或写入保持寄存器。
##### 3.3 FB100 (FBMODBUS)读写保持寄存器通讯测试
FB100 (FBMODBUS)是一个用于实现MODBUS功能的S7功能块。通过该功能块可以实现读取和写入保持寄存器的功能。在本例中，可以通过编写相应的OB块来调用FB100，从而完成与Modscan32之间的数据交互。
##### 3.4 FB101 (FBMODB4)读写输入保持寄存器通讯测试
类似地，FB101 (FBMODB4)也可以用于实现MODBUS功能，特别是用于读取和写入输入寄存器。同样地，通过编写OB块调用FB101，可以在S7-300 PLC和Modscan32之间进行数据交换。
#### 配置CP343-1作为Client进行Modbus TCP通讯
##### 4.1 例子中使用的硬件设备及软件
本节将介绍如何配置CP343-1作为MODBUS/TCP客户端，并通过Modbus Slave软件进行测试。硬件设备与上一节相同，软件方面则使用Modbus Slave来模拟服务器。
##### 4.2 通过Step 7 / HW及Modbus Slave软件组态
在STEP 7中配置CP343-1作为MODBUS/TCP客户端，并指定服务器的IP地址和端口号。然后，使用Modbus Slave软件配置MODBUS/TCP服务器，指定服务器的IP地址和端口号。通过编写相应的OB块调用FB100或FB101功能块，测试是否能成功读取或写入保持寄存器。
##### 4.3 FB100 (FBMODBUS)读写保持寄存器通讯测试
与作为服务器时类似，FB100 (FBMODBUS)在这里也用于实现读取和写入保持寄存器的功能。通过编写OB块调用FB100，测试是否能成功与Modbus Slave软件进行数据交互。
##### 4.4 FB101 (FBMODB4)读输入寄存器通讯测试
同样地，FB101 (FBMODB4)可以用于实现读取输入寄存器的功能。通过编写OB块调用FB101，测试是否能成功读取Modbus Slave中的数据。
#### CP进行Modbus TCP通讯使用总结及相关注意事项
在使用S7-300/400的CP343-1或CP443-1模块进行MODBUS/TCP通讯时，需要注意以下几点：
1. **硬件配置**：确保正确配置了硬件设备，包括CPU、CP模块等。
2. **软件组态**：正确配置STEP 7中的硬件组态和通讯参数。
3. **功能块编程**：合理利用FB100和FB101功能块，实现数据的读写操作。
4. **第三方软件测试**：使用Modscan32或Modbus Slave等软件进行测试，验证通讯功能的正确性。
通过以上步骤，可以有效地实现基于S7-300/400的CP343-1或CP443-1模块进行MODBUS/TCP通讯的目的，并为后续的应用开发打下坚实的基础。
