PLC急速入门第四课：Modbus通信手册（含CRC算法）

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一、Modbus物理层接线

1. ModbusRTU(485)错误接法vs正确保命接法

■ 错误接法（可能烧接口）

PLC-A ────■───▶ 设备1-A

│

PLC-B ────┼───▶ 设备1-B // 星型拓扑产生反射干扰

│

└───▶ 设备2-A

■ 正确接法（手拉手拓扑）

PLC-A ───▶设备1-A───▶设备2-A

PLC-B ───▶设备1-B───▶设备2-B

屏蔽层单点接地

2. 电压雷区检测表

二、几种通信方式简介

1. RS232 vs RS485 电路

■ RS232错误接线（共地干扰）

PC-TXD ────▶ PLC-RXD

PC-RXD ◀──── PLC-TXD

PC-GND ────▶ PLC-GND // 地线环流引入干扰

■ RS485正确接法（差分抗干扰）

PLC-A ────▶ 设备-A

PLC-B ────▶ 设备-B

屏蔽层───▶ 单点接地（柜体PE）

2. Profibus-DP接头内部玄机

进线端 ────■───▶ 出线端

│

├─▶ 终端电阻开关（末端ON）

│

设备接口 ◀─┘

铁律：紫色电缆阻抗150Ω，普通电缆导致波形畸变

3. Modbus帧结构（十六进制原始报文）

[从站地址][功能码][起始地址Hi][起始地址Lo][数据Hi][数据Lo][CRC-Lo][CRC-Hi]

例：01 03 00 00 00 01 84 D1 // 读40001寄存器

4. Profibus-DP报文特权指令

SD2 LE LEr SD DA SA FC DSAP SSAP DU FCS ED

↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

| | | | | | | | | └─ 结束符

| | | | | | | | └─ 数据单元

| | | | | | └───┴─ 服务访问点

| | | | | └── 帧控制

| | | | └─── 源地址

| | | └──── 目标地址

| | └─── 长度重复

| └────── 长度

└──────── 开始符

三、CRC校验算法手工破译

1. CRC计算三步斩（以指令01 03 00 00 00 01为例）

步骤1：数据帧拼接

01 03 00 00 00 01 → 追加CRC空位0000 → 01 03 00 00 00 01 00 00

步骤2：多项式除法（0xA001）

1001 1000 0000 0001 // 0xA001二进制

÷ 0000 0001 0000 0011 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 // 数据帧

余数 = 1101 1110 → 0xDE

步骤3：高低字节交换 → CRC=0x84D1

2. 三菱PLC手工CRC程序

| 网络1：计算CRC16 |

| MOV K0 D100 // CRC初始值 |

|–| |—-|MOV|———-| |

| FOR K1 K8 // 循环8字节 |

|–| |—-|FOR|———-| |

| XOR D10 D100 // 异或运算 |

|–| |—-|XOR|———-| |

| SHR D100 K1 // 右移1位 |

|–| |—-|SHR|———-| |

| IF D100.15=1 // 判断溢出 |

|–| |—-|IF|———–| |

| XOR H8005 D100 // 异或多项式 |

|–| |—-|XOR|———-| |

| NEXT // 结束循环 |

四、主要品牌通信指令

1. 西门子S7-1200的MB_MASTER

MB_MASTER(

REQ := Start_Req, // 必须用上升沿！

MB_ADDR:= 1, // 从站地址

MODE := 0, // 0=读 1=写

DATA_ADDR:= 40001, // 4x区+1偏移

DATA_LEN := 1, // 读取字数

DATA_PTR := ^DB1.DBB0, // 指向数据区

DONE := Done_Flag,

ERROR := Error_Code // 16#8180=超时

);

注意：

DATA_ADDR必须减1（40001实际填40000）

超时时间在PLC属性→循环时间修改

2. 三菱FX5U ADPRW指令细节

| ADPRW U0 K1 H1 K4 K40001 K1 D100 |

| ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ |

| | | | | | | | └─ 本地寄存器

| | | | | | └─────┴─ 从站地址(40001=H9C41)

| | | | | └──────── 功能码(4=读输入寄存器)

| | | | └───────── 从站号

| | | └────────── 通信口(U0=内置485)

| └─────────────── 指令

指南：

从站地址必须转十六进制（40001 → H9C41）

波特率需在GX Works3模块参数设置

五、工业现场

1. 干扰导致数据跳变解决方案

硬件：

■ 在AB线间并双向TVS管（P6KE6.8CA）

软件：

MOV D100 D200 // 原始值

FILTER D200 K5 D210 // 5次滑动平均滤波

2. 从站无响应排查

步骤1：用USB转485工具监听报文（波特率/地址校验）

步骤2：短接PLC的A/B线自发自收（检测端口硬件）

步骤3：断开所有从站，逐个挂接（定位故障设备）