(* ============================================================ *) (* FC_ModbusWrite_CacheRun —— Modbus TCP 写缓存：出队 + 状态机 *) (* S7-1200/1500 TIA Portal SCL（导入用，GB2312/ANSI 编码） *) (* 导入：项目树->外部源文件->添加新外部源文件->从源生成块 *) (* 本文件只含 FC，须先导 ModbusWriteCache_Types（UDT 与 DB）。 *) (* 本文件故意不含 MB_CLIENT_DB / MB_CLIENT_PARA，免得覆盖你现场 *) (* 的 IP 与连接号；那两个 DB 你的工程里已经有了。 *) (* 每周期调用一次，全工程只能调一次。详见 UTF-8 主版本。 *) (* 版本：v2.0 2026-09-29 *) (* ============================================================ *) FUNCTION "FC_ModbusWrite_CacheRun" : Void { S7_Optimized_Access := 'TRUE' } VERSION : 0.2 VAR_INPUT InterfaceId : HW_ANY; // 硬件标识符（PLC 的 PROFINET 口） ID : CONN_OUC; // 连接号，必须唯一，且运行中不能改 ADDR1 : Byte; // 从站 IP 第 1 段 ADDR2 : Byte; // 从站 IP 第 2 段 ADDR3 : Byte; // 从站 IP 第 3 段 ADDR4 : Byte; // 从站 IP 第 4 段 RemotePort : UInt; // 端口号（Modbus TCP 标准 502） END_VAR VAR_OUTPUT Busy : Bool; // TRUE = 队列里有任务正在处理 Err : Bool; // TRUE = 最近一次出队是失败 Done : Bool; // 单周期脉冲：本次出队成功 Dropped : Bool; // 单周期脉冲：本次出队失败被丢弃 QueueCount : Int; // 当前队列条目数 QueueFull : Bool; // 队列满 WriteLocked : Bool; // 队列里有任务但写总闸没开（配置状态，不是故障） Status : Word; // 锁存的错误码，0 = 当前健康。等你去监视表看的时候它还在 StatusLive : Word; // MB_CLIENT 原始实时状态（16#7000 空闲 / 7005 发送中…） END_VAR VAR_TEMP iPop : Int; // 出队记账：0=不出队 1=出队不记账 2=出队记成功 3=出队记失败 iQueueLen : Int; // 本周期现算出来的队列条目数 wStat : Word; // 本次失败的码，用来分类 bNoRetry : Bool; // TRUE = 重试没意义，直接丢 bNeedReconn : Bool; // TRUE = 先断开重连再试 END_VAR BEGIN (* ============== 0. 输出清零（每周期第一件事） =============== *) (* 单周期脉冲必须在这里清，而且必须在所有"会置起它"的代码之前。 顺序反了脉冲会被自己抹掉 —— 别的都对、就那一位永远不亮，最难查。 *) #Done := FALSE; #Dropped := FALSE; #iPop := 0; (* ================ 1. 指针自愈 + 队列水位重算 ================ *) (* 水位每周期从两个指针现算，不做增量推算，也就不依赖 PutTask 与 本 FC 谁先执行。这是原稿的一个隐性耦合：原稿的 QueueFull 是 上一周期算出来的，同一周期里刚出队一格却仍然被判满。 *) IF ("DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr < 0) OR ("DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr > "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_MAX_LEN - 1) THEN "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr := 0; END_IF; #iQueueLen := "DB_ModbusWriteCache".QueueWrPtr - "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr; IF #iQueueLen < 0 THEN #iQueueLen := #iQueueLen + "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_MAX_LEN; END_IF; IF (#iQueueLen < 0) OR (#iQueueLen > "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_CAPACITY) THEN #iQueueLen := 0; (* 指针跑飞时不硬撑，当空处理，让 PutTask 那侧的钳位去修 *) END_IF; "DB_ModbusWriteCache".QueueCount := #iQueueLen; "DB_ModbusWriteCache".QueueEmpty := (#iQueueLen = 0); "DB_ModbusWriteCache".QueueFull := (#iQueueLen >= "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_CAPACITY); (* ======================= 2. 连接描述 ======================== *) (* 只在没有任务在跑的时候更新。MB_CLIENT 手册明确要求：作业进行中它 的输入引脚不能被改动，否则它没法判断是"哪次调用"发起的作业。 这几个值是常量，值本身不会变，所以跳过作业窗口不会有任何差异； 但如果你真在运行中改 IP，就得等这一轮跑完才会生效。 *) IF NOT "DB_ModbusWriteCache".Busy THEN "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.InterfaceId := #InterfaceId; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.ID := #ID; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.RemoteAddress.ADDR[1] := #ADDR1; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.RemoteAddress.ADDR[2] := #ADDR2; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.RemoteAddress.ADDR[3] := #ADDR3; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.RemoteAddress.ADDR[4] := #ADDR4; "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT.RemotePort := #RemotePort; END_IF; (* ======================== 3. 定时器 ========================= *) (* 必须在调用 MB_CLIENT 之前每周期都调一次（异步指令的周期调用要求） *) "DB_ModbusWriteCache".TAcceptTmr(IN := ("DB_ModbusWriteCache".MB_State = 10), PT := "DB_ModbusWriteCache".T_ACCEPT); "DB_ModbusWriteCache".TReqTmr(IN := ("DB_ModbusWriteCache".MB_State = 20), PT := "DB_ModbusWriteCache".T_REQ); "DB_ModbusWriteCache".TDiscTmr(IN := ("DB_ModbusWriteCache".MB_State = 60), PT := "DB_ModbusWriteCache".T_DISC); "DB_ModbusWriteCache".TReconnTmr(IN := ("DB_ModbusWriteCache".MB_State = 65), PT := "DB_ModbusWriteCache".T_RECONN); (* ======================== 4. 状态机 ========================= *) CASE "DB_ModbusWriteCache".MB_State OF 0: (* ---- 空闲 ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Disc := FALSE; IF NOT "DB_ModbusWriteCache".QueueEmpty THEN (* 先把队首整条复制成 CurTask。用副本而不是直接用队列槽位， 是为了让"重试次数递减"不污染队列内容，出问题时现场还能 看到这条任务当初是什么样 *) "DB_ModbusWriteCache".CurTask := "DB_ModbusWriteCache".TaskQueue["DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr]; IF "DB_ModbusWriteCache".CurTask.TaskValid THEN IF "DB_ModbusWriteCache".ENABLE_WRITE THEN "DB_ModbusWriteCache".Busy := TRUE; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 10; END_IF; (* 总闸没开：停在 0，不取出也不下发。任务留在队列里不丢， 闸一开就接着跑。WriteLocked 由末尾统一算 *) ELSE (* 槽位无效（正常情况下不该出现）：跳过 *) #iPop := 1; END_IF; ELSE "DB_ModbusWriteCache".Busy := FALSE; END_IF; 10: (* ---- 已置 REQ，等 MB_CLIENT 受理 ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := TRUE; (* 作业参数只在触发前设一次。手册要求作业期间这几个输入不能变 *) "MB_CLIENT_DB".MB_Unit_ID := "DB_ModbusWriteCache".CurTask.SlaveID; "MB_CLIENT_DB".MB_DATA_ADDR := "DB_ModbusWriteCache".CurTask.RegAddr; "MB_CLIENT_DB".MB_DATA_LEN := 1; "DB_ModbusWriteCache".MB_CLIENT_W_DATA := "DB_ModbusWriteCache".CurTask.RegValue; IF "MB_CLIENT_DB".DONE THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := 0; "DB_ModbusWriteCache".Busy := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Err := FALSE; #iPop := 2; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 0; ELSIF "MB_CLIENT_DB".ERROR THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := "MB_CLIENT_DB".STATUS; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 30; ELSIF "MB_CLIENT_DB".BUSY THEN (* 受理了：REQ 从这里落下。若是让 REQ 一直保持高， 本次作业一完成 MB_CLIENT 会立刻再发一遍同样的写 *) "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 20; ELSIF "DB_ModbusWriteCache".TAcceptTmr.Q THEN (* 受理超时：既没受理也没报错。典型是同一端口上还有别的 请求在跑（STATUS=16#8200）或连接正在建立中。 原稿在这里靠"STATUS=7004 就再置一次 REQ"想救回来， 方向是反的 —— 16#7004 是正常空闲态，见文件头第 1 条 *) "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := 16#FFFE; "DB_ModbusWriteCache".TimeoutCount := "DB_ModbusWriteCache".TimeoutCount + 1; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 30; END_IF; 20: (* ---- 已受理，等 DONE / ERROR ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := FALSE; (* REQ 落下，避免完成后自动重发 *) IF "MB_CLIENT_DB".DONE THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := 0; "DB_ModbusWriteCache".Busy := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Err := FALSE; #iPop := 2; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 0; ELSIF "MB_CLIENT_DB".ERROR THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := "MB_CLIENT_DB".STATUS; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 30; ELSIF "DB_ModbusWriteCache".TReqTmr.Q THEN (* 兜底超时：连 MB_CLIENT 自己都不返回结果了。 原稿没有这一步，走到这里就是永久卡死且无报警，见文件头第 2 条 *) "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched := 16#FFFF; "DB_ModbusWriteCache".TimeoutCount := "DB_ModbusWriteCache".TimeoutCount + 1; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 30; END_IF; 30: (* ---- 判定：重试 / 丢弃 / 先重连再重试 ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := FALSE; (* 这里保证了 REQ 至少有一拍低电平。少了这一拍，返回 10 时 形不成上升沿，MB_CLIENT 不会受理新请求 —— 就是永久卡死 *) #wStat := "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched; (* 分类一：请求本身有问题，重试一辈子也不会好 *) #bNoRetry := FALSE; IF ((#wStat >= 16#8180) AND (#wStat <= 16#818F)) OR ((#wStat >= 16#8380) AND (#wStat <= 16#838F)) THEN #bNoRetry := TRUE; (* 16#818x 我方组态错 / 16#838x 从站回异常码 *) END_IF; IF ((#wStat >= 16#8380) AND (#wStat <= 16#838F)) AND "DB_ModbusWriteCache".RETRY_ON_PROTO_ERR THEN #bNoRetry := FALSE; (* 网关偶发帧错的现场留个口子 *) END_IF; (* 分类二：链路层面的问题，得先断开重连再试 *) #bNeedReconn := FALSE; IF #wStat >= 16#FF00 THEN #bNeedReconn := TRUE; (* 16#FFFE/FFFF：本块自定义的超时码，见下 *) END_IF; IF (#wStat >= 16#80C0) AND (#wStat <= 16#80FF) THEN #bNeedReconn := TRUE; (* 80C8 无响应 / 80D0 收发错 等 TCP 层错误 *) END_IF; IF #bNoRetry THEN (* 参数错、从站明确拒绝：直接丢，别浪费剩下几次重试的时间。 顺便把现场锁存下来 —— STATUS 只亮一个周期， 不锁存的话等你打开监视表时早就没了 *) "DB_ModbusWriteCache".Busy := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Err := TRUE; "DB_ModbusWriteCache".LastErrStatus := "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched; "DB_ModbusWriteCache".LastErrTask := "DB_ModbusWriteCache".CurTask; #iPop := 3; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 0; ELSE "DB_ModbusWriteCache".CurTask.RetryCnt := "DB_ModbusWriteCache".CurTask.RetryCnt - 1; IF "DB_ModbusWriteCache".CurTask.RetryCnt > 0 THEN "DB_ModbusWriteCache".RetryCount := "DB_ModbusWriteCache".RetryCount + 1; IF #bNeedReconn THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 60; ELSE "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 10; (* 原地重试 *) END_IF; ELSE (* 重试耗尽，同样锁存现场后丢弃 *) "DB_ModbusWriteCache".Busy := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Err := TRUE; "DB_ModbusWriteCache".LastErrStatus := "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched; "DB_ModbusWriteCache".LastErrTask := "DB_ModbusWriteCache".CurTask; #iPop := 3; "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 0; END_IF; END_IF; 60: (* ---- 断线：DISCONNECT 保持 T_DISC ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Disc := TRUE; IF "DB_ModbusWriteCache".TDiscTmr.Q THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 65; END_IF; 65: (* ---- 释放 DISCONNECT，冷却 T_RECONN 后再重试 ---- *) "DB_ModbusWriteCache".Execute := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".Disc := FALSE; IF "DB_ModbusWriteCache".TReconnTmr.Q THEN "DB_ModbusWriteCache".MB_State := 10; END_IF; END_CASE; (* ======================= 5. 出队收尾 ======================== *) (* 三条出队路径（跳过无效槽位 / 成功 / 失败）共用这一处， 免得改了一处忘了另外两处 —— 原稿就是把出队代码抄了三遍 *) IF #iPop > 0 THEN "DB_ModbusWriteCache".TaskQueue["DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr].TaskValid := FALSE; "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr := "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr + 1; IF "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr >= "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_MAX_LEN THEN "DB_ModbusWriteCache".QueueRdPtr := 0; END_IF; IF "DB_ModbusWriteCache".QueueCount > 0 THEN "DB_ModbusWriteCache".QueueCount := "DB_ModbusWriteCache".QueueCount - 1; END_IF; "DB_ModbusWriteCache".QueueEmpty := ("DB_ModbusWriteCache".QueueCount = 0); "DB_ModbusWriteCache".QueueFull := ("DB_ModbusWriteCache".QueueCount >= "DB_ModbusWriteCache".QUEUE_CAPACITY); IF #iPop = 2 THEN "DB_ModbusWriteCache".OkCount := "DB_ModbusWriteCache".OkCount + 1; #Done := TRUE; ELSIF #iPop = 3 THEN "DB_ModbusWriteCache".ErrCount := "DB_ModbusWriteCache".ErrCount + 1; #Dropped := TRUE; END_IF; END_IF; (* ====================== 6. 稳态诊断量 ======================= *) (* 每周期重算。只在某个状态里置一次的标志，生命周期只有一个扫描周期， 现场打开监视表那一刻它就没了，等于白做 *) "DB_ModbusWriteCache".WriteLocked := (NOT "DB_ModbusWriteCache".QueueEmpty) AND (NOT "DB_ModbusWriteCache".ENABLE_WRITE); "DB_ModbusWriteCache".VER := 16#20; (* 版本指纹：v2.0 *) #Busy := "DB_ModbusWriteCache".Busy; #Err := "DB_ModbusWriteCache".Err; #QueueCount := "DB_ModbusWriteCache".QueueCount; #QueueFull := "DB_ModbusWriteCache".QueueFull; #WriteLocked := "DB_ModbusWriteCache".WriteLocked; #Status := "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLatched; #StatusLive := "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLive; (* ==================== 7. MB_CLIENT 调用 ===================== *) (* 每扫描周期无条件调用（异步指令，要一直调到 BUSY 落下） *) (* 注意 MB_DATA_PTR 指向的是"标准访问"DB 里的一个 WORD，这是合法的； 若哪天想一次写多个寄存器，要把它换成非优化 DB 里的 ARRAY[0..122] OF WORD，并把 MB_DATA_LEN 跟着改（FC16 上限 123） *) "MB_CLIENT_DB"(REQ := "DB_ModbusWriteCache".Execute, DISCONNECT := "DB_ModbusWriteCache".Disc, MB_MODE := 1, MB_DATA_PTR := "DB_ModbusWriteCache".MB_CLIENT_W_DATA, CONNECT := "MB_CLIENT_PARA".MB_CLIENT); (* 原始 STATUS 每周期刷新一份出来，方便调试时看到"进行中"的那几个码 （16#7001 建连 / 16#7005 发送中 / 16#7006 接收中）， 它们不是故障，别当成错误码去查 *) "DB_ModbusWriteCache".MB_StatusLive := "MB_CLIENT_DB".STATUS; (* ============ 8. 收尾：把 PutTask 的调用计数清零 ============ *) (* 放在最后：本 FC 每周期调一次，所以 PutTask 那一侧 "本周期被调了几次"才有了一个可靠的基准 *) "DB_ModbusWriteCache".PutCallCnt := 0; END_FUNCTION (* ============================================================ *) (* 调用示例（放在 OB1 里，每周期一次，全工程只调这一次） *) (* *) (* "FC_ModbusWrite_CacheRun"(InterfaceId := 64, *) (* ID := 21, *) (* ADDR1 := 192, *) (* ADDR2 := 168, *) (* ADDR3 := 1, *) (* ADDR4 := 50, *) (* RemotePort := 502, *) (* Busy => "写缓存忙", *) (* Err => "写缓存错", *) (* Done => "写成功脉冲", *) (* Dropped => "写丢弃脉冲", *) (* Status => "锁存错误码"); *) (* *) (* 输出引脚可以全不接：所有状态在 DB_ModbusWriteCache 里都有 *) (* 一份（含五类计数和最近失败任务快照），HMI 直接读 DB 更省事。 *) (* *) (* 排错表（StatusLive / Status 两列配合看）： *) (* 16#7000 空闲、无连接 —— 正常 *) (* 16#7001/2 正在建立连接 —— 正常，别当故障 *) (* 16#7004 已连接、无作业处理中 —— 正常空闲态 *) (* 16#7005/6 正在发送 / 接收 —— 正常 *) (* 16#80C8 从站超时无响应 —— ping 从站、查端口/防火墙 *) (* 16#8200 端口正在处理别的请求 —— 同一 ID 有两处在用 *) (* 16#818C MB_DATA_PTR 指向了优化 DB —— 见文件头那条硬约束 *) (* 16#8380..8F 从站返回异常码 —— 查地址越界 / 功能码不支持 *) (* 16#8387 连接 ID 与先前请求不同 —— 运行中改了 #ID *) (* 16#FFFE 本块自定义：等受理超时 *) (* 16#FFFF 本块自定义：等结果兜底超时（从站连 TCP 都不回） *) (* *) (* 常用整定： *) (* T_ACCEPT T#1s 局域网足够；跨网段/无线可放宽到 T#2s *) (* T_REQ 要比 MB_CLIENT 背景 DB 里的响应超时（默认 5s）长， *) (* 否则本块先报超时，拿不到真正错误码。默认 T#6s。 *) (* RETRY_MAX 3 从站偶发丢包用 2~3 次够了；再大只是拖时间 *) (* QUEUE_MAX_LEN 100 一条局域网的写来回约 5~15ms，满队列约 1s *) (* ============================================================ *)