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西门子S7-200 Smart系列PLC和拧紧轴驱动器实现Modbus TCP以太网通信
一、系统概述：
拧紧轴由提供动力源的伺服电机、提供输出扭矩的减速机和用以检测扭矩之传感器组成，另外还需要外接控制器，用以控制、显示。其原理是利用伺服电机做为动力单元，连接减速机构，增大输出力矩，连接扭矩传感器用以检测力矩。扭矩传感器和伺服电机组成闭环控制，就可以精确的控制输出力矩等参数。本文所介绍之拧紧轴驱动器支持Modbus TCP以太网协议，我们使用西门子S7-200 Smart系列PLC和拧紧轴驱动器实现Modbus TCP以太网通信，西门子S7-200 Smart系列PLC可对拧紧轴目标扭矩进行相关操作。
二、通信连接：
1、西门子S7-200 Smart系列PLC内置以太网口通过网线连接至交换机LAN接口；
2、拧紧轴驱动器网口通过网线连接至交换机LAN接口。
三、西门子S7-200 Smart系列PLC内置以太网口通信参数：
1、通信协议：Modbus TCP Client
2、IP地址：192.168.1.162
3、端口号：3000
参数设置如下所示：

端口中有关服务器通信参数通过编程实现，详情见PLC编程。
四、拧紧轴驱动器网口通信参数：
1、通信协议：Modbus TCP Server
2、IP地址：192.168.1.75
3、端口号：502
其Modbus通信地址表如下所示：

我们这里对测量扭矩（寄存器地址15010）进行实时读操作。
五、相关功能块安装：
西门子S7-200 Smart相关Modbus TCP客户端、Modbus TCP服务器、Modbus RTU主站和Modbus RTU从站功能块需要提前安装，如下所示：

六、西门子S7-200 Smart系列PLC编程详解：
1、网络1：初始化复位各个标志位

2、网络2：连接建立后置位M1.0，然后开始执行读写操作：

3、网络3：连接断开后复位各个标志位：

4、网络4：调用MTC_LINK_0指令，可实现与服务器建立连接或者断开连接，各参数含义如下所示：
（1）EN：使能端，要求每个扫描周期都接通，所以一般使用SM0.0；
（2）EConnectionSet：建立TCP连接操作，这里我们使用M0.0来建立TCP连接；
（3）DConnectionSet：断开TCP连接操作，这里我们使用M0.1来断开TCP连接；
（4）IP01Addressset：服务器IP地址第1段，这里拧紧轴驱动器IP地址第1段为192；
（5）IP02Addressset：服务器IP地址第2段，这里拧紧轴驱动器IP地址第2段为168；
（6）IP03Addressset：服务器IP地址第3段，这里拧紧轴驱动器IP地址第3段为1；
（7）IP04Addressset：服务器IP地址第4段，这里拧紧轴驱动器IP地址第4段为75；
（8）RemoPortNumber：服务器端口号，这里拧紧轴驱动器端口号为502；
（9）LocaPortNumber：本地端口号，即就是PLC作为客户端时的端口号，这里设定为3000；
（10）TimeoutSetting：服务器超时时间设定，单位为毫秒，这里设定为10000毫秒。
（11）CompletionMark：完成标志位，当连接建立成功后，该标志位被置位；
（12）BusyLinOutMark：忙线标志位，连接断开或者未建立时，该标志位被置位；
（13）ErroCodeOutput：错误代码，该错误代码为参考开放式用户通信库指令错误代码，具体请参考STEP 7-Micro/WIN SMART在线帮助或者PLC系统手册相关篇章。

5、网络5：扫描周期，连接建立后M1.0被置位，延时10ms后置位M1.1，然后执行读取测量扭矩

6、网络6：调用MTC_TRAN_0指令，调用该指令可对拧紧轴驱动器执行读写操作，各参数如下所示：
（1）EN：使能端，同一时刻只能有一条MTC_TRAN_0指令使能，EN 输入参数必须一直接通直到 MTC_TRAN_0 指令CompletionMark位被置 1；
（2）CommandWSwitch：读写请求开关，每一条新的读写请求需要使用信号沿触发；
（3）SlaveAddressID：单元标识符，一般由客户端设定，特殊情况亦可根据服务器进行设定；
（4）ModbusFunction：Modbus功能码，支持01、02、03、04、05、06、15、16等8个功能码；
（5）RegisterAddres：寄存器地址，设定范围为0~65535，即就是16进制0000~FFFF；
（6）RegisterNumber：寄存器数量，
对于01和02功能码，设定范围为1~1920个位
对于03和04功能码，设定范围为1~120个字
对于05和06功能码，设定为1
对于15功能码，设定范围为1~1888个位
对于16功能码，设定范围为1~118个字
（7）RegisterBuffer：读写缓冲区，参数RegisterBuffer是间接地址指针，指向 CPU 中与读/写请求相关的数据的 V 存储器地址。
（8）CompletionMark：完成标志位，当MTC_TRAN_0指令执行完成后，该标志位被置位
（9）ErroCodeOutput：错误代码，主要错误代码如下所示：

这里我们利用MTC_TRAN_0指令对拧紧轴驱动器测量扭矩进行读取操作：

7、网络7：MTC_TRAN_0指令执行完成后，完成标志位被置位，完成一次操作，然后复位相关标志位，置位M1.0，为下一次操作做好准备：

七、Modbus TCP服务器（拧紧轴驱动器）的测试：
调试助手发送命令：12 34 00 00 00 06 01 04 3A A2 00 02
拧紧轴驱动器返回：12 34 00 00 00 07 01 04 04 42 DE 00 00

八、Modbus TCP客户端测试（西门子S7-200 Smart）：
将服务器IP地址修改为电脑IP地址，电脑上使用Modbus Slave调试助手模拟拧紧轴进行测试
PLC发送命令：09 14 00 00 00 06 01 04 3A A2 00 02
调试助手返回：09 14 00 00 00 07 01 04 04 00 00 13 88