非标Modbus TCP协议在S7400CP上的大数据量通讯实现

本文主要讨论的是非标准Modbus TCP协议在西门子S7-400系列PLC（如基于CP443-1的CPU）中的应用。在大数据量情况下，针对标准Modbus TCP协议存在的限制，该协议进行了优化以适应更复杂的通信需求。 首先，非标准Modbus TCP协议支持的功能码包括FC01、FC03、FC05、FC15、FC16，这些命令分别对应于读取输入/输出寄存器、读取 Holding Registers、写入单个或多个寄存器等操作。在处理大量数据时，有以下几点关键变化： 1. **FC03读取数据命令**：标准协议中，读取寄存器数量作为一个word（32位）存储，对于不超过4000个寄存器的数据，可以直接使用。但当需要读取更多时，标准协议中用一个byte表示，最大值为255，无法满足大容量需求。在非标准协议中，当寄存器数量超过125个，头报文中的长度字段会用来指示实际数据长度。 2. **FC03服务器回复数据**：标准协议中，寄存器数量用byte表示，导致数据量限制。在非标准协议中，当读取量超过标准限制，该byte置零，并通过头报文的长度字段提供完整数量。 3. **FC16写多个寄存器数据命令**：标准协议使用一个word存储写入的寄存器数量，且数据字节数同样受限制。非标准协议简化了这一过程，仅需写入要写入的寄存器数量（最多2000个），数据包长度则由头报文中的长度字段决定，字节数字写为00。 4. **FC16服务器回复数据**：与FC16 Client写入命令类似，非标准协议只修改了寄存器数量的处理方式，其余报文格式保持不变。 5. **FC01、FC05和FC15**：这些功能码与标准协议保持一致，无需改动。 此外，文章提及了一个功能模块FB461，它负责TCP通讯链接的管理，包括设置链接号、指定PLC的起始地址（LADDR）以及选择数据存储区（IDB_NR）。该模块是实现非标Modbus TCP协议的关键组成部分，通过它实现了PLC之间的冗余功能，提高了数据交换的灵活性和可靠性。 本文介绍了一种扩展版的Modbus TCP协议，针对S7-400系列PLC的特定需求，优化了数据传输性能，尤其是在处理大规模数据时，确保了通信的高效性和准确性。这对于工业自动化控制和监控系统来说，是一项重要的技术改进。