三菱PLC通讯故障不再难：MODBUS TCP通讯故障排除手册


参考资源链接：[三菱Q系列PLC MODBUS TCP通讯配置指南](https://wenku.csdn.net/doc/38xacpyrs6?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. MODBUS TCP通讯基础与原理

MODBUS TCP作为工业自动化领域中广泛使用的通讯协议之一，拥有简单直观的网络架构，使其成为工程师和IT专家构建PLC网络通讯的首选。MODBUS TCP是基于TCP/IP协议栈实现的，它允许通过以太网进行稳定、可靠的数据交换。这一协议的基本原理是主从通讯模型，其中主机负责发送请求，而从机响应这些请求。

## MODBUS TCP通讯协议特点

MODBUS TCP通讯协议的特点可以概括为以下几点：

1. **开放标准**：作为一种开放的通讯协议，它不受任何特定供应商的限制，便于不同厂商设备间的通讯。

2. **面向连接**：使用TCP作为传输层协议，确保了数据传输的可靠性和顺序。

3. **灵活的数据交换**：支持读取和写入数据，包括离散和连续数据类型的处理。

了解MODBUS TCP通讯的基础知识，对于进行有效的网络配置和故障诊断是非常关键的，特别是在三菱PLC等工业控制系统中。在接下来的章节中，我们将深入探讨如何设置三菱PLC与MODBUS TCP协议配合使用，以及如何在实践中进行通讯故障的诊断和排除。

# 2. 三菱PLC通讯设置详解

## 2.1 三菱PLC的网络配置

### 2.1.1 IP地址和子网掩码的设置

在开始设置三菱PLC以启用MODBUS TCP通讯之前，确保PLC的网络配置正确无误是至关重要的。网络配置的首要步骤是分配一个静态的IP地址给PLC，以及正确设置子网掩码。IP地址和子网掩码共同决定了PLC在网络上的位置和它能够访问的网络范围。

IP地址通常采用点分十进制格式表示，例如192.168.1.10。它必须在同一个局域网内是唯一的，不能与网络中其他设备的IP地址冲突。对于子网掩码，常见的有255.255.255.0，它定义了IP地址中的哪些部分用于表示网络地址，哪些部分用于表示主机地址。

在三菱PLC的编程软件中，例如GX Works2或GX Developer，可以找到网络配置的菜单项。在这里，用户可以设置静态的IP地址和子网掩码。务必确保在网络配置设置完成之后，重启PLC，以使新的网络参数生效。

### 2.1.2 端口号的配置及重要性

端口号是网络通讯中识别应用程序或服务的唯一数字。在TCP/IP通讯中，使用端口号来区分不同的网络服务。对于三菱PLC的MODBUS TCP通讯而言，端口号需要特别配置以确保通讯协议的正常运行。

通常情况下，MODBUS TCP通讯使用的端口号是502。但出于安全或网络隔离的考虑，用户也可以自定义端口号。需要注意的是，任何尝试与PLC进行MODBUS TCP通讯的客户端（如监控软件或HMI）也必须使用相同的端口号。

在配置PLC的网络通讯时，设置端口号的过程同样可以在GX Works2或GX Developer中完成。在这些软件的通讯设置菜单中，找到对应的网络设置选项，输入自定义的或默认的端口号，并保存设置。

确保端口号的正确设置是实现稳定通讯的关键。如果端口号配置错误，PLC将无法接收到正确的请求帧，也可能导致客户端无法连接到PLC。

## 2.2 MODBUS TCP通讯模式

### 2.2.1 单主多从通讯模式

MODBUS TCP通讯协议支持不同的通讯模式，其中单主多从模式是最常见的一种。在这种模式下，一个主设备（Master）可以与多个从设备（Slave）进行通讯。这种模式适用于中央集中控制的自动化系统，其中PLC扮演主设备的角色。

在单主多从通讯模式中，主设备负责发起数据请求或写入操作到从设备。每个从设备都有一个唯一的地址，主设备通过指定地址来选择目标设备。如果系统中有多个从设备，主设备必须轮询它们来读取数据或发送控制命令。

为了有效地使用这种通讯模式，需要合理规划每个从设备的地址，并在PLC程序中正确配置。此外，需要考虑到系统的实时性和响应时间，因为主设备需要按顺序与每个从设备通讯，这可能会导致一定程度的延迟。

### 2.2.2 多主多从通讯模式

多主多从通讯模式提供了更多的灵活性和冗余性，允许多个主设备与多个从设备进行通讯。这种模式在需要冗余控制或者多个系统控制中心需要访问相同的数据时非常有用。

在实际应用中，这种模式需要仔细设计通讯逻辑，避免主设备之间的请求冲突。同时，这也对PLC的通讯处理器提出了更高的要求，因为它需要处理来自多个方向的请求。

多主多从模式在实现上可能更复杂，但它提供了一种可靠的方法来处理复杂的自动化控制场景。在三菱PLC中实现这种模式可能需要使用高级的通讯模块和额外的软件支持。

## 2.3 MODBUS TCP通讯的帧结构

### 2.3.1 请求帧和响应帧的构成

MODBUS TCP协议中，通讯以帧（Frame）的形式进行，包括请求帧和响应帧。请求帧由主设备发送给从设备，包含了需要执行的操作指令和相应的数据。响应帧则是从设备对请求帧的回复，包含了请求操作的结果或请求的数据。

请求帧和响应帧都遵循MODBUS应用协议数据单元（ADU）的格式。帧结构包含以下几个关键部分：

- 事务标识符（Transaction Identifier）
- 协议标识符（Protocol Identifier）
- 单元标识符（Unit Identifier）
- 功能码（Function Code）
- 数据区（Data Field）

事务标识符用于区分不同的请求和响应，协议标识符用于区分不同的MODBUS应用层协议，单元标识符用于指定从设备地址，功能码指示了请求的具体类型，数据区包含了与请求或响应相关的数据。

### 2.3.2 功能码与数据区的解读

MODBUS TCP中的功能码指示了从设备需要执行的具体操作。功能码的范围从0x01到0x2