如何將RS-485通信轉(zhuǎn)換為TCP/IP通信

以下文章來源于王同學(xué)玩工控，作者王同學(xué)玩工控

將RS-485通信轉(zhuǎn)換為TCP/IP通信，通常是為了讓不支持以太網(wǎng)通信的設(shè)備能夠通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在西門子S7-1200 PLC的情況下，如果你想要通過RS-485接口讀取數(shù)據(jù)，并且希望通過TCP/IP協(xié)議來訪問這些數(shù)據(jù)，你可以使用一個RS-485轉(zhuǎn)TCP的轉(zhuǎn)換器（也稱為串口服務(wù)器或串行到以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器）。

下面是實(shí)現(xiàn)這個過程的一般步驟：

選擇合適的RS-485轉(zhuǎn)TCP轉(zhuǎn)換器：

確保轉(zhuǎn)換器支持RS-485標(biāo)準(zhǔn)。

檢查它是否兼容你的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（如IP地址設(shè)置、端口配置等）。

有些高級型號可能提供額外的功能，比如數(shù)據(jù)加密、斷線重連機(jī)制等。

硬件連接：

將轉(zhuǎn)換器的RS-485端口與PLC的RS-485端口相連。注意正確的接線方式（A-B線對應(yīng)）。

使用網(wǎng)線將轉(zhuǎn)換器的以太網(wǎng)端口連接至你的局域網(wǎng)中。

配置RS-485轉(zhuǎn)TCP轉(zhuǎn)換器：

通常需要通過網(wǎng)頁界面或者專用軟件對轉(zhuǎn)換器進(jìn)行配置，包括設(shè)定IP地址、端口號以及RS-485參數(shù)（波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位等）。

確保配置信息與PLC的通信設(shè)置相匹配。

編程PLC：

在TIA Portal或其他適用的編程環(huán)境中編寫程序，使PLC能夠通過其RS-485接口發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。

如果必要的話，還需編寫處理來自TCP客戶端的數(shù)據(jù)請求的邏輯。

開發(fā)TCP客戶端應(yīng)用：

開發(fā)一個可以作為TCP客戶端的應(yīng)用程序，該程序應(yīng)該能夠建立到RS-485轉(zhuǎn)TCP轉(zhuǎn)換器的TCP連接。

客戶端應(yīng)用程序需要構(gòu)造符合MODBUS RTU或其他你所使用的協(xié)議格式的請求幀，并通過TCP發(fā)送給轉(zhuǎn)換器。

接收并解析從轉(zhuǎn)換器返回的數(shù)據(jù)。

測試與調(diào)試：

測試整個系統(tǒng)的連通性和穩(wěn)定性。

調(diào)試可能出現(xiàn)的問題，比如通信超時、數(shù)據(jù)錯誤等。

一、485-TCP通訊模塊

485轉(zhuǎn)TCP通訊模塊是一種常見的設(shè)備，用于將RS-485串行通信轉(zhuǎn)換為基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信。這類模塊可以幫助用戶通過以太網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問和控制使用RS-485接口的設(shè)備，如PLC、傳感器等。下面是關(guān)于如何設(shè)置和使用這種類型模塊的一般指導(dǎo)步驟：

1. 硬件安裝

連接電源：確保給模塊提供正確的電源電壓。

連接RS-485：按照模塊上的指示正確連接A線（通常是負(fù)極）和B線（正極）。確保終端電阻的設(shè)置符合要求。

連接以太網(wǎng)：使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線將模塊連接到局域網(wǎng)交換機(jī)或直接連接到電腦。

2. 配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

大多數(shù)485轉(zhuǎn)TCP模塊可以通過Web界面進(jìn)行配置。通常需要做以下幾步：

獲取IP地址：如果不知道模塊的默認(rèn)IP地址，可以查閱產(chǎn)品手冊或聯(lián)系供應(yīng)商。有些模塊支持自動DHCP獲取IP地址。

登錄管理界面：在電腦瀏覽器中輸入模塊的IP地址進(jìn)入配置頁面。

修改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境調(diào)整IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)等信息。

設(shè)定端口號：定義用于監(jiān)聽的數(shù)據(jù)傳輸端口。

保存設(shè)置：完成配置后不要忘記保存更改，并重啟設(shè)備使新設(shè)置生效。

3. RS-485參數(shù)配置

在配置界面中，設(shè)置與RS-485設(shè)備相匹配的波特率、數(shù)據(jù)位、停止位以及校驗(yàn)方式等通信參數(shù)。

如果是MODBUS RTU協(xié)議，還需要注意從站ID等特定參數(shù)的設(shè)置。

二、西門子1200MODBUS-TCP-FB塊封裝

西門子S7-1200系列PLC支持使用TIA Portal軟件進(jìn)行編程，可以通過FB（功能塊）來封裝特定的功能，如MODBUS TCP通信。為了實(shí)現(xiàn)MODBUS TCP通信，你需要利用TIA Portal中的庫或自己創(chuàng)建一個自定義的功能塊。以下是一個基本的步驟指南，用于在S7-1200 PLC中封裝和使用MODBUS TCP功能塊：

1. 準(zhǔn)備工作

確保你有最新版本的TIA Portal軟件。

安裝并配置好以太網(wǎng)模塊（如果需要的話）。

確認(rèn)你的S7-1200 PLC固件版本支持MODBUS TCP。

2. 創(chuàng)建項(xiàng)目和程序

在TIA Portal中創(chuàng)建一個新的項(xiàng)目，并添加S7-1200 CPU。

創(chuàng)建一個新的程序塊，例如一個組織塊（OB1）或者函數(shù)塊（FB）。

3. 使用庫或創(chuàng)建自定義FB

使用現(xiàn)有庫

TIA Portal可能包含了一些預(yù)定義的庫，這些庫提供了MODBUS TCP通信的功能塊。檢查是否有可用的庫，如“SIMATIC S7-1200/1500 Modbus TCP Library”。

如果存在這樣的庫，導(dǎo)入它并按照文檔說明使用其中的FB。

創(chuàng)建自定義FB

如果你需要創(chuàng)建自己的功能塊，可以參考以下步驟：

定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：為MODBUS請求和響應(yīng)定義適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)類型。

編寫邏輯：根據(jù)MODBUS TCP協(xié)議編寫發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的邏輯。這通常涉及到TCP連接的建立、數(shù)據(jù)幀的構(gòu)造、發(fā)送命令以及解析響應(yīng)等操作。

錯誤處理：確保在功能塊中包含適當(dāng)?shù)腻e誤處理機(jī)制，以便在通信失敗時能夠妥善處理。

4. 示例代碼片段

IF #stop THEN

#Relay[10] := TRUE;

END_IF;

#R_TRIG_Instance(CLK := #run,

Q => #Relay[1]);

IF #Relay[1] THEN

#IN[1].REQ := TRUE;

#Relay[10] := FALSE;

END_IF;

IF #Relay[10] = FALSE THEN

REGION 第一路讀

#MB_CLIENT_Instance(REQ := #IN[1].REQ,

DISCONNECT := #IN[1].DESCON,

MB_MODE := #IN[1].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[1].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[1].DATA_LEN,

DONE => #OUT[1].Master_Done,

BUSY => #OUT[1].Master_Busy,

ERROR => #OUT[1].Master_Error,

STATUS => #OUT[1].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_1,

CONNECT := #tcp_connect[1]);

#IEC_Timer_0_Instance(IN := NOT #OUT[1].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[1].Master_Done OR #OUT[1].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance.Q THEN

#IN[1].REQ := FALSE;

#IN[2].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance.Q AND #OUT[1].Master_Busy THEN

#Error_ID := 1;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

#Relay[2] := TRUE; // 報(bào)錯中繼

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance.Q = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第二路讀

#MB_CLIENT_Instance_1(REQ := #IN[2].REQ,

DISCONNECT := #IN[2].DESCON,

MB_MODE := #IN[2].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[2].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[2].DATA_LEN,

DONE => #OUT[2].Master_Done,

BUSY => #OUT[2].Master_Busy,

ERROR => #OUT[2].Master_Error,

STATUS => #OUT[2].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_2,

CONNECT := #tcp_connect[2]);

#IEC_Timer_0_Instance_1(IN := NOT #OUT[2].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[2].Master_Done OR #OUT[2].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_1.Q OR #OUT[1].Master_Busy THEN

#IN[2].REQ := FALSE;

#IN[3].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_1.Q AND #OUT[2].Master_Busy THEN

#Error_ID := 2;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_1.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第三路讀

#MB_CLIENT_Instance_2(REQ := #IN[3].REQ,

DISCONNECT := #IN[3].DESCON,

MB_MODE := #IN[3].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[3].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[3].DATA_LEN,

DONE => #OUT[3].Master_Done,

BUSY => #OUT[3].Master_Busy,

ERROR => #OUT[3].Master_Error,

STATUS => #OUT[3].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_3,

CONNECT := #tcp_connect[3]);

#IEC_Timer_0_Instance_2(IN := NOT #OUT[3].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[3].Master_Done OR #OUT[3].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_2.Q OR #OUT[2].Master_Busy THEN

#IN[3].REQ := FALSE;

#IN[4].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_2.Q AND #OUT[3].Master_Busy THEN

#Error_ID := 3;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_2.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第四路讀

#MB_CLIENT_Instance_3(REQ := #IN[4].REQ,

DISCONNECT := #IN[4].DESCON,

MB_MODE := #IN[4].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[4].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[4].DATA_LEN,

DONE => #OUT[4].Master_Done,

BUSY => #OUT[4].Master_Busy,

ERROR => #OUT[4].Master_Error,

STATUS => #OUT[4].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_4,

CONNECT := #tcp_connect[4]);

#IEC_Timer_0_Instance_3(IN := NOT #OUT[4].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[4].Master_Done OR #OUT[4].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_3.Q OR #OUT[3].Master_Busy THEN

#IN[4].REQ := FALSE;

#IN[5].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_3.Q AND #OUT[4].Master_Busy THEN

#Error_ID := 4;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_3.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第五路讀

#MB_CLIENT_Instance_4(REQ := #IN[5].REQ,

DISCONNECT := #IN[5].DESCON,

MB_MODE := #IN[5].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[5].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[5].DATA_LEN,

DONE => #OUT[5].Master_Done,

BUSY => #OUT[5].Master_Busy,

ERROR => #OUT[5].Master_Error,

STATUS => #OUT[5].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_5,

CONNECT := #tcp_connect[5]);

#IEC_Timer_0_Instance_4(IN := NOT #OUT[5].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[5].Master_Done OR #OUT[5].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_4.Q OR #OUT[4].Master_Busy THEN

#IN[5].REQ := FALSE;

#IN[6].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_4.Q AND #OUT[5].Master_Busy THEN

#Error_ID := 5;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_4.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第六路讀

#MB_CLIENT_Instance_5(REQ := #IN[6].REQ,

DISCONNECT := #IN[6].DESCON,

MB_MODE := #IN[6].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[6].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[6].DATA_LEN,

DONE => #OUT[6].Master_Done,

BUSY => #OUT[6].Master_Busy,

ERROR => #OUT[6].Master_Error,

STATUS => #OUT[6].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_6,

CONNECT := #tcp_connect[6]);

#IEC_Timer_0_Instance_5(IN := NOT #OUT[6].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[6].Master_Done OR #OUT[6].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[5].Master_Busy THEN

#IN[6].REQ := FALSE;

#IN[7].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_5.Q AND #OUT[6].Master_Busy THEN

#Error_ID := 5;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_5.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第七路讀

#MB_CLIENT_Instance_6(REQ := #IN[7].REQ,

DISCONNECT := #IN[7].DESCON,

MB_MODE := #IN[7].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[7].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[7].DATA_LEN,

DONE => #OUT[7].Master_Done,

BUSY => #OUT[7].Master_Busy,

ERROR => #OUT[7].Master_Error,

STATUS => #OUT[7].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_7,

CONNECT := #tcp_connect[7]);

#IEC_Timer_0_Instance_6(IN := NOT #OUT[7].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[7].Master_Done OR #OUT[7].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[6].Master_Busy THEN

#IN[7].REQ := FALSE;

#IN[8].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q AND #OUT[7].Master_Busy THEN

#Error_ID := 7;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

REGION 第八路讀

#MB_CLIENT_Instance_7(REQ := #IN[8].REQ,

DISCONNECT := #IN[8].DESCON,

MB_MODE := #IN[8].MODE,

MB_DATA_ADDR := #IN[8].DATA_ADDR,

MB_DATA_LEN := #IN[8].DATA_LEN,

DONE => #OUT[8].Master_Done,

BUSY => #OUT[8].Master_Busy,

ERROR => #OUT[8].Master_Error,

STATUS => #OUT[8].Master_Error_ID,

MB_DATA_PTR := #read_data_out_8,

CONNECT := #tcp_connect[8]);

#IEC_Timer_0_Instance_7(IN := NOT #OUT[8].Master_Done,

PT := T#1000MS);

IF (#OUT[8].Master_Done OR #OUT[8].Master_Error) OR #IEC_Timer_0_Instance_5.Q OR #OUT[7].Master_Busy THEN

#IN[8].REQ := FALSE;

#IN[1].REQ := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_7.Q AND #OUT[8].Master_Busy THEN

#Error_ID := 7;

#Error_content := 'Disconnected_from_the_station';

#ERROR := TRUE;

END_IF;

IF #IEC_Timer_0_Instance_6.Q = FALSE AND #Relay[2] = FALSE THEN

#Error_content := 'No_error_reported';

#Error_ID := 0;

#ERROR := #Relay[2] := FALSE;

END_IF;

END_REGION

END_IF;