(* ============================================================ *) (* FB_ModbusRtuSlave —— 485 从站：保持寄存器 1000 个 *) (* S7-1200/1500 TIA Portal SCL（导入用，GB2312/ANSI 编码） *) (* 导入：项目树 -> 外部源文件 -> 添加 -> 从源生成块 *) (* 本文件含 1 个 FB。不要先手动新建同名对象。 *) (* 依赖 Modbus_Comm_Load + Modbus_Slave（CM/CB 1241）。 *) (* 背景 DB 必须非优化访问，否则 MB_HOLD_REG 报 16#818C。 *) (* 保持寄存器就在本块背景 DB 的 aHoldReg 里，下标 0 = 40001。 *) (* 每扫描周期无条件调用一次；一个 485 口只能有一个本块实例。 *) (* 诊断引脚含义、状态码分类表、排错表都在 UTF-8 版块头里。 *) (* 版本：v1 2026-09-30 *) (* ============================================================ *) FUNCTION_BLOCK "FB_ModbusRtuSlave" { S7_Optimized_Access := 'FALSE' } (* 常量段说明：TIA 源文件的局部常量段写法在不同版本里差异大 *) (* （VAR_CONSTANT 还是 VAR CONSTANT），写错会让整个接口导入失败。 *) (* 为了保证一次导入成功，这里把两个"常量"放进 VAR 段用初始值固定， *) (* 引用方式不变（#HOLD_MAX / #CHUNK）。**运行时别改这两个值**。 *) VAR_INPUT bEnable : Bool := TRUE; // 总使能：FALSE = 停止响应，端口配置保持 uPortHwId : UInt := 269; // 通信模块硬件标识符（设备组态里查） uBaud : UDInt := 9600; // 波特率（只认 300/600/1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/76800/115200） uParity : UInt := 0; // 校验：0 无 / 1 奇 / 2 偶 uMode485 : USInt := 4; // 端口工作模式：4 = 半双工 RS485 二线制（485 就用 4） uSlaveAddr : UInt := 1; // 本站 Modbus 站号 1..247（0 是广播地址，不能用） uFlowCtrl : UInt := 0; // 流控制：0 = 无（RS485 半双工就用 0） uRtsOnDly : UInt := 0; // RTS 接通延时 [ms]，一般 0 uRtsOffDly : UInt := 0; // RTS 关断延时 [ms]，一般 0 uRespTo : UInt := 1000; // 响应超时 [ms]，对从站影响不大，保持默认 tHostTimeout : Time := T#10s; // 上位机掉线判定：这么久没来过一帧就算掉线 tRetry : Time := T#5s; // 端口初始化失败后的自动重试间隔 bTrackChange : Bool := TRUE; // TRUE = 追踪哪个寄存器被上位机改写 bErrClr : Bool := FALSE; // 上升沿：清除故障锁存与错误计数 bReload : Bool := FALSE; // 上升沿：重新执行一次端口初始化（改波特率后用它） END_VAR VAR_OUTPUT (* -------------------------- 健康度 -------------------------- *) bReady : Bool; // 端口就绪，可以通信 bNdr : Bool; // 上位机刚写入新数据（脉冲） bDr : Bool; // 上位机刚读取数据（脉冲） bCommBeat : Bool; // 通信心跳，每成功一帧翻转一次 bHostLost : Bool; // 上位机掉线 tIdleTime : Time; // 距上次成功通信的时间 (* -------------------------- 故障码 -------------------------- *) bError : Bool; // 当前拍有错误 bErrLatch : Bool; // 故障锁存（bErrClr 清除） wStatus : Word; // 实时状态字 wLastErr : Word; // 锁存的最后错误码 uErrSrc : USInt; // 最后错误来源：0 无 / 1 端口初始化 / 2 从站指令 (* ------------------------- 故障分类 ------------------------- *) bErrCfg : Bool; // 端口组态类 bErrHold : Bool; // 保持区指针 / 越界类 bErrFrame : Bool; // 帧格式 / 协议类 bErrPara : Bool; // 地址 / 长度参数类 bErrBusy : Bool; // 端口忙 bErrOther : Bool; // 未分类的错误码 bLineNoise : Bool; // 线路干扰（CRC 错帧占比 > 5%） bParaFault : Bool; // 本站站号不在 1..247 uModeAct : USInt; // 端口实际生效的 MODE（回读，应等于 uMode485） bModeFault : Bool; // TRUE = uMode485 不在 0..4，已钳成 4 (* -------------------------- 计数器 -------------------------- *) dwReqCnt : DWord; // 成功处理的请求总数 dwReadCnt : DWord; // 被读次数 dwWriteCnt : DWord; // 被写次数 dwErrCnt : DWord; // 故障次数（按错误沿计） wReqTotal : Word; // 从站收到的请求总数（含坏帧与广播） wCrcErr : Word; // CRC 错误帧计数 wExcCnt : Word; // 回给主站的异常响应计数 wSuccCnt : Word; // 无协议错误的请求数 (* ------------------------- 数据追踪 ------------------------- *) bDataChanged : Bool; // 保持区有值被改写（脉冲） wLastChgIdx : Word; // 最近被改写的下标（0 = 40001） END_VAR VAR (* -- 块内常量（放 VAR 段以保证导入兼容，运行时别改） -- *) HOLD_MAX : Int := 1000; // 保持寄存器个数（Modbus 40001..41000） CHUNK : Int := 100; // 每周期扫描多少个字做改写检测 (* -- 保持寄存器：就在背景 DB 里，导入后可直接在背景 DB 改值 -- *) aHoldReg : ARRAY[0..999] OF Word; aShadow : ARRAY[0..999] OF Word; // 影子区：比对本周期谁被改了 (* ---------------------- 库指令多重实例 ---------------------- *) instLoad : "Modbus_Comm_Load"; instSlave : "Modbus_Slave"; iStep : Int := 0; // 0 发起初始化 / 5 等初始化 / 10 运行 / 100 等重试 bLoadReq : Bool; // 给 Modbus_Comm_Load 的 REQ（要上升沿） bReloadLast : Bool; bReloadRise : Bool; bErrClrLast : Bool; bErrClrRise : Bool; bErrLast : Bool; // 上一拍的 ERROR，用来取错误沿 uAddrEff : UInt := 1; // 钳位后的有效站号 uModeEff : USInt := 4; // 钳位后的有效端口 MODE（写进 Comm_Load 的 Static） bShadowInit : Bool; // 影子区是否已完成首次全量同步 iScanPos : Int := 0; // 改写检测的分块扫描游标 i : Int := 0; // 循环变量 iPos : Int := 0; // 当前扫描到的下标 wCrcLast : Word := 0; // 上一拍的 CRC 计数值（取增量用） dwCrcTotal : DWord := 0; // CRC 错误累计（跨 65535 回绕也不断） tonRetry : TON; tonIdle : TON; bNdrNow : Bool; bDrNow : Bool; bErrNow : Bool; wStatNow : Word; END_VAR BEGIN (* ============================================================ *) (* 1. 脉冲量每周期清零 *) (* ============================================================ *) #bNdr := FALSE; #bDr := FALSE; #bDataChanged := FALSE; (* ============================================================ *) (* 2. 边沿检测与参数钳位 *) (* ============================================================ *) #bReloadRise := #bReload AND NOT #bReloadLast; #bReloadLast := #bReload; #bErrClrRise := #bErrClr AND NOT #bErrClrLast; #bErrClrLast := #bErrClr; (* 站号非法时钳回 1 并报警——0 是广播地址，247 以上标准 *) (* Modbus 不认。不能写回 VAR_INPUT，所以存进 uAddrEff。 *) #bParaFault := (#uSlaveAddr < 1) OR (#uSlaveAddr > 247); IF #bParaFault THEN #uAddrEff := 1; ELSE #uAddrEff := #uSlaveAddr; END_IF; (* 端口 MODE：0..4 之外一律钳回 4（RS485 半双工）。 *) (* 同样不写回 VAR_INPUT——接了实参的话每拍都会被实参盖掉， *) (* 钳位等于白做。存进 uModeEff，STEP 5 时写进指令的 Static。 *) #bModeFault := (#uMode485 > 4); IF #bModeFault THEN #uModeEff := 4; ELSE #uModeEff := #uMode485; END_IF; (* ============================================================ *) (* 3. 端口初始化重试定时器（每周期都调用，状态才不会卡住） *) (* ============================================================ *) #tonRetry(IN := (#iStep = 100), PT := #tRetry); (* ============================================================ *) (* 4. 状态机 *) (* ============================================================ *) CASE #iStep OF 0: (* ---- 发起端口初始化：给一个 REQ 上升沿 ---- *) #bLoadReq := TRUE; #bReady := FALSE; #iStep := 5; 5: (* ---- 等初始化完成。EN 必须一直挂到 DONE/ERROR ---- *) (* Modbus_Comm_Load 内部走 RDREC/WRREC，是异步的， *) (* 手册明确要求 EN 保持 TRUE 直到完成，中途掉了就白配。 *) (* ------------------------------------------------------------ MODE：不是引脚，是 Modbus_Comm_Load 背景 DB 里的 Static 变量。 西门子官方文档（Entry ID 47756141）原文：MODE 默认 0 = 全双工 RS232，需"通过起始值"改成 4 = 半双工 RS485 二线制。 不改的后果：波特率校验全对，但一帧都不通（STATUS 挂 818B）。 必须在 REQ 上升沿【之前】写：指令只在 REQ 时把配置刷进模块。 每拍都写，外部谁改坏了下一拍也会被写回来。 ------------------------------------------------------------ *) #instLoad.MODE := #uModeEff; #instLoad(EN := #bEnable, REQ := #bLoadReq, PORT := #uPortHwId, BAUD := #uBaud, PARITY := #uParity, FLOW_CTRL := #uFlowCtrl, RTS_ON_DLY := #uRtsOnDly, RTS_OFF_DLY := #uRtsOffDly, RESP_TO := #uRespTo, MB_DB := #instSlave.MB_DB); (* DONE / ERROR / STATUS 直接读实例，不再另接引脚 *) #bLoadReq := FALSE; (* 只留一拍高电平 *) #uModeAct := #instLoad.MODE; (* 回读：HMI 上确认真的是 4 *) IF #instLoad.ERROR THEN (* 端口没配起来：记下来，进等重试，不假装没事 *) #wStatus := #instLoad.STATUS; #wLastErr := #instLoad.STATUS; #uErrSrc := 1; #bErrCfg := TRUE; #bErrLatch := TRUE; #bError := TRUE; #iStep := 100; ELSIF #instLoad.DONE THEN #bReady := TRUE; #wStatus := #instLoad.STATUS; #iStep := 10; END_IF; 10: (* ---- 正常运行：Modbus_Slave 必须每周期调用 ---- *) IF #bReloadRise THEN #bShadowInit := FALSE; (* 重新同步影子区 *) #iStep := 0; ELSE #instSlave(EN := #bEnable, MB_ADDR := #uAddrEff, MB_HOLD_REG := #aHoldReg, NDR => #bNdrNow, DR => #bDrNow, ERROR => #bErrNow, STATUS => #wStatNow); #wStatus := #wStatNow; #bError := #bErrNow; (* ------------- 4.1 故障锁存：只在错误沿上记一次 ------------- *) (* 指针类错误（818C）是每拍都报的，按拍累加会让 *) (* dwErrCnt 一秒涨几千，看着像炸了其实就一个毛病。 *) IF #bErrNow AND NOT #bErrLast THEN #wLastErr := #wStatNow; #uErrSrc := 2; #bErrLatch := TRUE; #dwErrCnt := #dwErrCnt + 1; END_IF; #bErrLast := #bErrNow; (* --------------------- 4.2 通信活动统计 --------------------- *) IF #bNdrNow THEN #bNdr := TRUE; #dwWriteCnt := #dwWriteCnt + 1; #dwReqCnt := #dwReqCnt + 1; #bCommBeat := NOT #bCommBeat; END_IF; IF #bDrNow THEN #bDr := TRUE; #dwReadCnt := #dwReadCnt + 1; #dwReqCnt := #dwReqCnt + 1; #bCommBeat := NOT #bCommBeat; END_IF; END_IF; 100: (* ---- 端口初始化失败，定时重试 ---- *) IF #tonRetry.Q OR #bReloadRise THEN #iStep := 0; (* 回去重配一次 *) END_IF; ELSE #iStep := 0; END_CASE; (* ============================================================ *) (* 5. 故障分类：把状态码翻译成"该去查什么" *) (* ============================================================ *) (* 这里每周期重算，所以故障恢复后分类位会自动落下； *) (* wLastErr / bErrLatch 是锁存的，不会跟着落。 *) IF #uErrSrc = 1 THEN (* 端口初始化阶段：0001/0002/0003/0004/8180 全是组态问题 *) #bErrCfg := (#wStatus <> 16#0000); #bErrHold := FALSE; #bErrFrame := FALSE; #bErrPara := FALSE; #bErrBusy := FALSE; #bErrOther := FALSE; ELSE CASE #wStatus OF 16#0000, 16#7000, 16#7001, 16#7002: (* 空闲或执行中，一切正常 *) #bErrCfg := FALSE; #bErrHold := FALSE; #bErrFrame := FALSE; #bErrPara := FALSE; #bErrBusy := FALSE; #bErrOther := FALSE; 16#8188, 16#8189, 16#818A: #bErrPara := TRUE; (* 地址 / 长度 / 模式非法 *) 16#818B, 16#818C, 16#8383: #bErrHold := TRUE; (* 保持区指针或越界 *) 16#8200: #bErrBusy := TRUE; (* 上位机催得太急 *) 16#8380, 16#8381, 16#8382, 16#8384, 16#8385, 16#80C8: #bErrFrame := TRUE; (* 帧坏了，多半是干扰或波特率不对 *) ELSE (* 没列出的码：非 0 且不是 70xx 执行码，就算"其他" *) IF (#wStatus <> 16#0000) AND ((#wStatus AND 16#FF00) <> 16#7000) THEN #bErrOther := TRUE; ELSE #bErrOther := FALSE; END_IF; #bErrCfg := FALSE; #bErrHold := FALSE; #bErrFrame := FALSE; #bErrPara := FALSE; #bErrBusy := FALSE; END_CASE; END_IF; (* ============================================================ *) (* 6. 上位机掉线检测 *) (* ============================================================ *) (* 有 NDR 或 DR 就说明刚成功处理了一帧，定时器复位。 *) (* CRC 坏帧不会让 NDR/DR 抬起——那种情况是"线上有动静但 *) (* 一帧都没成"，正好由 wCrcErr 和 bLineNoise 去反映。 *) #tonIdle(IN := #bEnable AND #bReady AND NOT (#bNdrNow OR #bDrNow), PT := #tHostTimeout); #bHostLost := #bEnable AND #bReady AND #tonIdle.Q; #tIdleTime := #tonIdle.ET; (* ============================================================ *) (* 7. 数据追踪：哪个寄存器被上位机改写了 *) (* ============================================================ *) (* 1000 个字每周期全扫一遍太占 CPU，所以分块扫：每周期 100 个， *) (* 10 个周期覆盖一轮。改一个字照样能抓到，只是最多晚 10 个周期。*) (* 注意：PLC 自己往 aHoldReg 里写也会触发——那是自己干的， *) (* 不是主站干的；不需要这个功能就把 bTrackChange 置 FALSE。 *) IF #bTrackChange AND #bReady THEN IF NOT #bShadowInit THEN FOR #i := 0 TO #HOLD_MAX - 1 DO #aShadow[#i] := #aHoldReg[#i]; END_FOR; #bShadowInit := TRUE; ELSE FOR #i := 0 TO #CHUNK - 1 DO #iPos := #iScanPos + #i; IF #iPos >= #HOLD_MAX THEN EXIT; (* 扫到尾部就退出，下周期从 0 起 *) END_IF; IF #aHoldReg[#iPos] <> #aShadow[#iPos] THEN #aShadow[#iPos] := #aHoldReg[#iPos]; #wLastChgIdx := INT_TO_WORD(#iPos); #bDataChanged := TRUE; END_IF; END_FOR; #iScanPos := #iScanPos + #CHUNK; IF #iScanPos >= #HOLD_MAX THEN #iScanPos := 0; END_IF; END_IF; END_IF; (* ============================================================ *) (* 8. 从站实例里的官方诊断计数器 *) (* ============================================================ *) (* 这些是西门子系统手册 Table 13-85 明列的"公开静态变量"， *) (* 程序里可以直接读，不用自己解析报文。 *) (* 若你的 TIA 提示无法访问，把 #instSlave. 换成单实例 DB 名。 *) #wReqTotal := #instSlave.Request_Count; #wCrcErr := #instSlave.Bad_CRC_Count; #wExcCnt := #instSlave.Exception_Count; #wSuccCnt := #instSlave.Success_Count; (* CRC 计数是 Word，65535 会回绕，所以自己攒一个 DWord 总量。 *) IF #wCrcErr <> #wCrcLast THEN #wCrcLast := #wCrcErr; #dwCrcTotal := #dwCrcTotal + 1; END_IF; (* 坏帧占比超过 5% 且不止 5 次 —— 典型的是终端电阻没接、 *) (* 屏蔽层单端接地没做、或者波特率/校验和上位机不一致。 *) #bLineNoise := (#dwCrcTotal > 5) AND (#dwReqCnt > 0) AND ((#dwCrcTotal * 20) > #dwReqCnt); (* ============================================================ *) (* 9. 故障清除 *) (* ============================================================ *) IF #bErrClrRise THEN #bErrLatch := FALSE; #wLastErr := 16#0000; #uErrSrc := 0; #dwErrCnt := 0; #dwCrcTotal := 0; END_IF; END_FUNCTION_BLOCK