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三菱 PLC（以 FX5U 为例）与 Modbus 设备（如传感器、变频器、仪表）的通信可通过内置 Modbus RTU 功能或扩展模块实现。以下是一个典型实例：用 FX5U PLC 通过 Modbus RTU（RS485）读取温湿度传感器数据，并控制变频器启停，包含硬件接线、参数设置、程序编写及调试方法。

一、硬件准备与接线

1. 设备清单

• PLC：FX5U-32MT/ES（自带 RS485 接口，或通过 FX5-485-BD 扩展板实现）；

• Modbus 从机 1：温湿度传感器（如 SHT30-Modbus，从机地址 1，温度寄存器 0x0000，湿度寄存器 0x0001）；

• Modbus 从机 2：变频器（如台达 VFD-M，从机地址 2，控制寄存器 0x0000，频率寄存器 0x0001）；

• 其他：RS485 总线（屏蔽双绞线）、终端电阻（120Ω）、24V 电源（给传感器供电）。

2. 接线方式（RS485 总线）

• PLC 侧：FX5U 的 RS485 接口引脚定义（A：DATA+，B：DATA-，SG：信号地）；

• 从机侧：传感器和变频器的 RS485 接口（A 接 A，B 接 B，SG 共地）；

• 总线终端：在总线两端（PLC 侧和最后一个从机侧）的 A 与 B 之间并联 120Ω 终端电阻，减少信号反射。

接线示意图：

plaintext

FX5U PLC        温湿度传感器        变频器
  A ------------ A ------------ A
  B ------------ B ------------ B
  SG ----------- SG ----------- SG
（24V）---------（VCC）          （独立供电）

二、PLC 参数设置（GX Works3）

1. 启用 Modbus RTU 主站功能

• 新建项目，选择 FX5U PLC，进入 “参数”→“内置 RS485 端口设置”（或扩展模块设置）：

• 通信方式：Modbus RTU 主站；

• 波特率：9600bps（需与所有从机一致）；

• 数据格式：8位数据位，1位停止位，无校验（N,8,1）；

• 响应超时时间：1000ms（根据从机响应速度设置）。

2. 从机参数匹配

• 温湿度传感器：通过拨码或软件设置（参考手册）：

• 从机地址：1；

• 波特率：9600bps，数据格式：N,8,1；

• 温度寄存器：0x0000（只读，浮点型，单位℃）；

• 湿度寄存器：0x0001（只读，浮点型，单位 % RH）。

• 变频器：通过面板或软件设置（台达 VFD-M）：

• 从机地址：2；

• 波特率：9600bps，数据格式：N,8,1；

• 控制寄存器：0x0000（读写，16 位整数，0 = 停止，1 = 正转）；

• 频率寄存器：0x0001（读写，16 位整数，单位 0.1Hz）。

三、程序编写（Modbus 通信指令）

FX5U 通过MODBUS_RTU指令库实现通信，需在程序中调用 “读寄存器” 和 “写寄存器” 指令。

1. 读取温湿度传感器数据（从机地址 1）

• 功能码：0x03（读取保持寄存器）；

• 操作：读取传感器的 0x0000（温度）和 0x0001（湿度），各占 2 个字节（16 位），共 4 个字节。

plaintext

// 读取温湿度（上升沿触发，M0为启动信号）
LD  PLS M0          // 触发读指令
MOV K1 D100         // D100=从机地址1
MOV H03 D101        // D101=功能码03（读寄存器）
MOV H0000 D102      // D102=起始地址0x0000
MOV K2 D103         // D103=读取寄存器数量2（温度+湿度）
MOV D200 D104       // D104=接收数据存储首地址（D200=温度高8位，D201=温度低8位，D202=湿度高8位，D203=湿度低8位）
CALL "MODBUS_RTU"   // 调用Modbus指令
// 指令参数：D100=从机地址，D101=功能码，D102=起始地址，D103=数量，D104=接收区，D105=状态码（0=成功）
LD  D105=K0         // 通信成功
MOV D200 D300       // 存储温度数据（D300=温度，浮点型转换）
MOV D202 D302       // 存储湿度数据（D302=湿度，浮点型转换）

2. 控制变频器（从机地址 2）

• 功能码：0x06（写入单个寄存器）、0x10（写入多个寄存器）；

• 操作 1：写入控制寄存器 0x0000，实现启停（1 = 启动，0 = 停止）；

• 操作 2：写入频率寄存器 0x0001，设置运行频率（如 50.0Hz=500→0x01F4）。

plaintext

// 变频器启动（M1为启动按钮）
LD  M1
MOV K2 D110         // D110=从机地址2
MOV H06 D111        // D111=功能码06（写单个寄存器）
MOV H0000 D112      // D112=控制寄存器地址0x0000
MOV K1 D113         // D113=写入值1（启动）
CALL "MODBUS_RTU"
LD  D115=K0         // 写入成功
SET M10             // 启动成功标志

// 设置频率为50Hz（M2为频率设置按钮）
LD  M2
MOV K2 D120         // D120=从机地址2
MOV H06 D121        // D121=功能码06
MOV H0001 D122      // D122=频率寄存器地址0x0001
MOV K500 D123       // D123=500（对应50.0Hz）
CALL "MODBUS_RTU"
LD  D125=K0         // 写入成功
SET M11             // 频率设置成功标志

3. 数据转换（浮点型处理）

温湿度传感器返回的是 32 位浮点型数据（如温度 25.5℃对应十六进制41C80000），需通过FLT指令转换：

plaintex

// 温度转换（D200=高16位，D201=低16位 → D300=浮点型温度）
FLT D200 D300       // 将32位整数转换为浮点数（FX5U支持32位操作）
// 湿度转换同理
FLT D202 D302

四、调试与故障排查

1. 通信状态监控

• 在 GX Works3 中通过 “监视” 功能查看状态码（如 D105、D115）：

• 0：通信成功；

• 1：超时（检查接线、从机地址或波特率）；

• 2：校验错误（检查数据格式或干扰）；

• 3：从机无响应（检查从机是否上电或参数错误）。

2. 常见问题解决

• 通信超时：

• 确认从机地址是否正确（如传感器拨码是否为 1）；

• 用万用表测量 RS485 总线 A/B 之间电压（空闲时约 2-5V，通信时波动），无电压则接线错误。

• 数据错误：

• 检查寄存器地址是否正确（如传感器温度是否真的在 0x0000）；

• 浮点型转换错误时，确认寄存器高低位是否反序（部分设备是低字节在前，需用SWAP指令交换）。

• 干扰导致通信不稳定：

• 增加总线屏蔽层接地（单端接 PLC 侧接地端）；

• 降低波特率（如从 9600bps 改为 4800bps），提高抗干扰能力。

五、总结

三菱 PLC 与 Modbus 设备通信的核心是：参数匹配（波特率、地址、格式）+ 正确调用指令（读 / 写寄存器）+ 抗干扰设计。本例通过 FX5U 读取传感器数据并控制变频器，可扩展到其他 Modbus 设备（如阀门、仪表），只需修改从机地址、寄存器地址和数据处理逻辑即可。实际应用中，建议先通过 Modbus 调试工具（如 “Modbus Poll”）验证从机通信正常，再编写 PLC 程序，提高调试效率。