工业通信专题

常用工业通信协议

协议	类型	介质	典型应用
Modbus RTU	串行	RS485	变频器、仪表
Modbus TCP	以太网	TCP/IP	PLC 与 HMI/SCADA
PROFINET	以太网	TCP/IP	西门子 PLC 联网
EtherNet/IP	以太网	TCP/IP	AB/施耐德
CC-Link	现场总线	专用电缆	三菱主从通信
CANopen	现场总线	CAN	运动控制

Modbus RTU（RS485）

硬件连接

  PLC (RS485)              变频器/仪表 (RS485)
  ├─ A+  ────────────────── A+
  ├─ B-  ────────────────── B-
  └─ SG  ────────────────── SG（屏蔽层）

⚠️ 终端电阻：总线两端各加 120Ω 终端电阻，避免信号反射。

三菱 FX5U Modbus RTU

st

// 使用 ADPRW 指令发送 Modbus 读指令
// 读变频器频率（保持寄存器 H0000，读取2字）
ADPRW(
    En    := TRUE,
    D1( 1 ),        // 从站号 = 1
    Cmd( H0003 ),   // 功能码 03：读保持寄存器
    ADR( H0000 ),   // 起始地址
    NUM( 2 ),       // 读取字数
    D( D200 )        // 结果存入 D200
);

西门子 S7-1200 Modbus RTU（CM1241）

st

// 初始化 Modbus 通信
MB_COMM_LOAD(
    REQ    := init_trigger,
    PORT   := 1,
    BAUD   := 9600,
    PARITY := 0,     // 无校验
    DONE   := done,
    ERROR  := error
);

// Modbus 从站读取
MB_MASTER(
    REQ    := read_trigger,
    MB_ADDR:= 1,     // 从站地址
    MODE   := 1,     // 模式 1：读保持寄存器
    DATAADDR:= 0,    // Modbus 地址 0（Holding Register 40001）
    LENGTH := 2,     // 读取 2 个字
    DATA   := P#DB1.DBX0.0 WORD 2,
    DONE   := done,
    ERROR  := error
);

Modbus TCP

连接方式

  PLC ──[以太网]── [交换机]── [HMI]
                         └── [变频器]
                         └── [仪表]

三菱 FX5U Modbus TCP

st

// FX5U 内置以太网口支持 Modbus TCP
// 使用 M+_ModbusTCP_Client 功能块
ModbusClient(
    En      := TRUE,
    ip      := '192.168.1.100',  // 从站 IP
    Port    := 502,               // 端口
    DevAddr := 1,                 // 从站号
    Code    := 3,                 // 功能码 03
    Address := 0,                 // 寄存器地址
    Count   := 2,                 // 字数
    Data    := D100
);

PROFINET（西门子）

系统结构

  S7-1500 CPU ──[PROFINET]── [ET200MP IO 模块]
              │
              ──[PROFINET]── [G120 变频器]
              │
              ──[PROFINET]── [HMI]

优势

• 实时性好
• 拓扑灵活（星型、树型、环型）
• 诊断功能完善
• 统一编程（TIA Portal 内置）

S7 通信（两台西门子 PLC 互联）

st

// S7-1200 之间用 PUT/GET 指令
// 需要双方开启"允许使用 PUT/GET 访问"

PUT(
    REQ      := start_send,
    ID       := 1,
    ADDR_1   := P#DB1.DBX0.0 BYTE 10,  // 本地数据源
    RD_1     := P#DB2.DBX0.0 BYTE 10,   // 对方存储地址
    DONE     := send_done,
    ERROR    := send_error
);

通信选型建议

场景	推荐协议
变频器 + PLC	Modbus RTU（简单）
多 PLC 联网（西门子）	PROFINET
多品牌混用	Modbus TCP
高速运动控制	EtherCAT / PROFINET IRT
远程 IO	PROFINET / EtherNet/IP
简单仪表通信	Modbus RTU