Сервер Modbus TCP

Протокол Modbus поддерживается практически всеми производителями и реализован на многих устройствах. В TwinCAT он существует в виде модбас-сервера как для десктопа, так и для компактной Windows CE:

TS6250 | TwinCAT Modbus TCP Server
TS6250-0030 | TwinCAT Modbus TCP Server CE

В 8000 серии модбас-сервер уже встроен, но про 8000 серию мы разговаривать не будем, так как она мне не нравится.

Итак, чтобы установить — прочтите руководство по установке. Там все просто и подходит для всех видов операционок.

После установки получаем сервер и библиотеку с функциональными блоками. Библиотека позволяет использовать произвольные функции Modbus, работать в роли клиента или использовать UDP-протокол вместо скучного и надежного TCP.

Для передачи данных чаще используют заранее подготовленные глобальные переменные или области памяти, но если очень хочется, то порт и прочие настройки можно переназначить в файле настроек — TcModbusSrv.xml. Там же можно переназначить порты ADS и адреса смещений. В операционной системы CE | Compact файл должен лежать в \hard disk\system. Если его там нет — значит сервер настроен по умолчанию. Работа с файлом конфигурации описана в Mapping between Modbus and ADS.

Для настольных операционных систем существует готовый конфигуратор, после установки лежащий в x:\TwinCAT\TcModbusSrv.

Тонкая настройка сервера

Все начинается с <Configuration>. По умолчанию, как это принято в сетях Модбас, коммуникационный сетевой порт равен 502:

<!-- Modbus TCP port, default = 502-->
<Port>502</Port>

Далее идет раздел маппинга: <Mapping>, в котором задается отражение адресного пространства Modbus на адресное пространство операционного образа ПЛК или, проще говоря, к каким областям памяти контроллера приведут заданные адреса Modbus.

Начинаем конфигурировать дискретные входа (биты дискретных входов только для чтения): <InputCoils>. Если вы внезапно забыли о функциях Modbus — кратко ознакомьтесь с обзорной статьей: она короткая и надолго вас не задержит.

Задаем стартовый адрес пространства Modbus: <StartAddress>0</StartAddress>
...и конечный адрес: <EndAddress>32767</EndAddress>

Остается настроить место, куда эти адреса приведут на стороне контроллера. ADS-порт выбирает устройство на шине EtherCAT. 801 — это стандартный порт первого рантайма ПЛК-задачи:

<!-- AdsPort: TwinCAT2 PLC1 = 801, PLC2 = 811...-->
<AdsPort>801</AdsPort>

Затем идет индекс группы и смещения. Они конкретизируют переменные, области памяти и пр.:

<!-- IndexGroup 61473 = 0xF021 -> physical plc inputs %IX -->
<IndexGroup>61473</IndexGroup>

<!-- Bit offset-->
<IndexOffset>0</IndexOffset>

Большего быстродействия можно добиться, указывая индекс группы и смещения, как это сделано выше, но для удобства можно просто задать имя переменной:

<MappingInfo>
<AdsPort>801</AdsPort>

<!-- Modbus input coils -->
<StartAddress>32768</StartAddress>
<EndAddress>33023</EndAddress>

<VarName>.mb_Input_Coils</VarName>

</MappingInfo>
</InputCoils>

Обычно приводят простой пример в котором описывают мапинг переменных ПЛК-программы, но мы заглянем глубже — как сделать мапинг непосредственно ADS-шины. Для начала, необходимо включить ADS-сервер шины и задать номер порта (обычно 27907 для TwinCAT 2, но можно и другой):

TwinCAT 2: I/O - Configuration → I/O Devices → Device 1 (EtherCAT) → Device 1-Image → ADS → Enable ADS Server.
TwinCAT 3: I/O → Devices → Device 1 (EtherCAT) → Image → ADS → Enable ADS Server.

Номер функции Modbus как бы выбирает индекс группы (Index Group), тогда как адрес Modbus задает смещение области памяти, на которую отображаются переменные, а точнее часть операционного образа. Получается, что с помощью настроечного файла XML можно отразить не только образ данных ПЛК-задачи, но и любой другой образ. Например, образ области памяти данных EtherCAT-шины, что нам и требуется.

<MappingInfo>
<AdsPort>27907</AdsPort>

<!-- Modbus input coils -->
<StartAddress>32768</StartAddress>
<EndAddress>33023</EndAddress>

<VarName>Inputs.Frm0InputToggle</VarName>