西门子PLC连接Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡通过Modbus软件测试

在工业自动化系统不断追求高效、稳定通信的背景下，不同协议设备间的互联互通至关重要。西门子PLC以其可靠性与强大功能在自动化领域广泛应用，而ModbusRTU协议也常见于众多工业设备中。本案例旨在通过Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡，利用ModbusSlave软件实现西门子PLC与ModbusRTU设备的通信测试，为相关工业应用提供实践参考。

硬件设备选型

西门子PLC：选用西门子S7-1200系列的CPU1214C作为主控制器。它运算能力出色，集成14个数字量输入点和10个数字量输出点，其Profinet接口能够便捷接入工业以太网，在各类工业场景中应用广泛。

Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡：采用[具体品牌及型号]的板卡。该板卡具备1个Profinet接口与2个RS485接口，支持ModbusRTU主从站模式，工业级设计使其可在恶劣工业环境下稳定运行，是实现协议转换的核心硬件。

模拟ModbusRTU从站：借助ModbusSlave软件在电脑上模拟ModbusRTU从站设备。该软件可灵活设置从站参数，模拟真实从站数据收发，便于测试与调试。

西门子PLC端配置（基于TIAPortal软件）

导入板卡GSD文件：打开TIAPortal软件，在项目中找到硬件目录选项，通过导入功能将Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡对应的GSD（通用站描述）文件导入。该文件包含板卡设备信息、通信参数等关键内容，是PLC识别板卡的必要条件。导入成功后，可在硬件目录中查看到板卡设备。

添加板卡设备并设置参数：在网络视图中，从硬件目录将已导入的板卡设备拖拽至其中。

接着设置板卡在Profinet网络中的IP地址及设备名称，确保IP地址与PLC处于同一网段且未被占用，如设为192.168.20.5，设备名称设为“VLINE”。依据实需求，添加输入输出数据长度，例如各设置为4字节，以满足与模拟从站数据交互需要。同时，设置控制字参数波特率、停止位、传输速率。设置ModbusRTU参数：切换到ModbusRTU参数设置页面，由于是与ModbusSlave软件模拟的从站通信，需根据模拟从站参数设置板卡的ModbusRTU相关参数。

假设模拟从站设置为从站地址1、波特率9600bps、数据位8位、停止位1位、无校验，板卡也需设置相同参数。此外，要根据模拟从站的寄存器地址和数据格式，设置板卡的寄存器映射关系。比如，若模拟从站的某数据存储在寄存器地址40001中，需在板卡配置软件中将该寄存器地址映射到PLC可访问的相应数据区域。

下载配置到PLC：完成上述设置后，对项目进行编译，检查有无语法错误和配置冲突。编

译通过后，将配置下载到西门子S7-1200PLC，使PLC能识别并与板卡建立通信连接。下

载后可通过TIAPortal软件在线诊断功能，查看PLC与板卡通信状态，确认连接正常。

ModbusSlave软件设置

启动软件并创建从站：打开ModbusSlave软件，点击软件界面中的新建或创建从站相关按钮，创建一个模拟的ModbusRTU从站。

设置从站参数：在从站参数设置区域，设置从站地址（如设为1）、波特率（9600bps）、数据位（8位）、停止位（1位）、校验方式（无校验），这些参数要与Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡的ModbusRTU参数一致。同时，根据测试需求设置从站寄存器初始值及数据格式等内容。例如，在寄存器区域设置地址40001存储温度数据初始值为25℃。

读取模拟从站数据：在西门子PLC的监控表中，添加对Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡映射过来的输入数据区域的监控。假设之前设置输入数据区域对应PLC的IW256-IW287（32字节），在监控表中添加对这些地址的监控。观察监控表数据变化，看是否能实时读取到ModbusSlave软件模拟从站发送的数据。比如，若模拟从站在地址40001中更新温度数据为26℃，PLC监控表对应地址应能正确显示该变化。

向模拟从站写入数据：在PLC监控表中，对Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡映射过来的输出数据区域进行数据写入操作。例如，要向模拟从站发送控制指令，该指令对应寄存器地址在板卡中映射到PLC的Qb2-Qb3区域。在监控表中对相应输出地址赋值，观察ModbusSlave软件模拟从站是否能正确接收并响应该控制指令。比如，对某输出地址赋值以控制模拟从站的虚拟设备开关，模拟从站应能按照预期改变设备状态。

通过本次全面测试，能够有效检验西门子PLC与Profinet转ModbusRTU嵌入式板卡以及ModbusSlave软件模拟从站间的通信连接稳定性、数据交互准确性，评估系统在复杂情况下的性能与故障应对能力。实际应用中，可根据测试结果进一步优化调整系统，满足不同工业场景需求。

审核编辑 黄宇