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汇川H3u与三菱Q/L系列PLC MODBUS TCP通信说明

MODBUS-TCP作为一种工业通信协议，在自动化设备中的应用越来越多，由于其灵活的特性(既可作客户端，又可作服务器)及强大的数据传输功能，倍受工程师青睐，尤其是在与第三方设备通信应用中，越来越广泛。

本文主要讲述汇川H3u(也可扩展到AM600)与三菱Q/L系列PLC，MODBUS-TCP组网应用，希望能给大家带来帮助。

一、硬件组态说明。

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2019-9-8 00:51 上传

图1.1.0 TCP组网接线图

Ø 网线要求：网线采用标准超7类，带屏蔽层，水晶头必须带屏蔽层。

Ø 交换机要求：工业级交换机(建议使用宇泰工业交换机)。

Ø 三菱PLC要求：需要本体带以太网接口的Q系列/L系列PLC，才支持MODBUS-TCP通信协议。

二、软件设置。

1. 三菱GX Works2设置

(1) 内置以太网“打开设置”

通过内置以太网“打开设置”，配置通讯协议，打开方式，TCP连接方式，IP地址，主从站端口号，控制寄存器的起始地址。

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图2.1.0 内置以太网“打开设置”

a) 协议：有TCP、UDP两种，使用Modbus TCP协议时，选择TCP。

b) 打开方式：有MC协议、MELSOFT协议、Socket协议、通信协议四种方式。使用Modbus TCP协议时，选择通信协议。

c) TCP连接方式：使用Modbus TCP协议时，选择Active。

d) 本站端口号：除5000~5016之外，任意设置。

e) 通信对象IP地址：设置从站IP地址，须在同一工位。

f) 通信对象端口号：设置从站端口号。

g) 通信协议运行状态储存用起始元件：占用16个寄存器(建议预留20个左右)，可任意指定，不可重复。

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图2.1.1 “打开设置”

(2) 通讯协议支持功能

a) 打开“通信协议支持功能”，“内置以太网”

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图2.1.2 通信协议支持功能

【菜单栏】to 【工具】to【通信协议支持功能】to【内置以太网】

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图2.1.3 内置以太网

b) 点击【添加】，选择Modbus TCP，选择相应的功能码。

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图2.1.4 添加协议

c) 添加“03”与“06”功能码

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图2.1.5 添加通讯功能码

d) 配置03数据包

03：读保持寄存器

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图2.1.6 配置03数据包

协议号：当前协议序号；

制造商：选择默认值General-purpose protocol；

型号：选择MODBUS/TCP；

协议名：03：读保持寄存器

数据包名：“Request”发送包，“Normal response”接受包，“Error response”错误包；

数据包设置：

Ø 发送包：

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图2.1.7 03发送包配置

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255；

【Function ID】：添加后自动生成，不可设置；

【Head Holding Register Number】：读从站(H3u)寄存器的起始地址；若需要读取H3u的D1000内容，则设置该项的寄存器“D0”的内容为1000；

【Read Pointers】：读取寄存器个数，最多可设置为125个。

Ø 接收包

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图2.1.8 03接收包配置

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Function ID】：添加后自动生成，不可设置；

【Number of read bytes】：读取位置，添加后自动生成，不可设置；

【Device data】：读取后保存在QPLC的地址，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

Ø 错误包

图2.1.9 03错误包配置

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Function Code】：添加后自动生成，不可设置；

【Exception Code】：无需设置，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

e) 配置16数据包(写多个寄存器)

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图2.1.10  配置16数据包

协议号：当前协议序号；

制造商：选择默认值General-purpose protocol；

型号：选择MODBUS/TCP；

协议名：16：写多个寄存器

数据包名：“Request”发送包，“Normal response”接受包，“Error response”错误包；

数据包设置：

Ø 发送包：

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图2.1.11 16发送包

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255；寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Function Code】：添加后自动生成，不可设置；

【Head Holding Register Number】：写从站(H3u)寄存器的起始地址；若需要写H3u的D3000内容，则设置该项的寄存器“D1”的值为3000；

【Write Pointers】：写寄存器个数，最多可设置为125个，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

【Number of bytes】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Device data】：QPLC写给H3u内容的存放寄存器，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

Ø 接受包

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图2.1.12 16接收包

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255；寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Function Code】：添加后自动生成，不可设置；

【Head Holding Register Number】：反馈包数据存放首地址，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Write Pointers】：写寄存器个数，最多可设置为125个，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

Ø 错误包

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图2.1.13 16错误包

【Transaction ID】：目标地址ID，可任意设置，建议设置为K1，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Protocol ID】：协议号，0000，添加后自动生成，不可设置；

【Length】：长度，添加后自动生成，不可设置；

【Module ID】：MODBUS/TCP协议，设置为255，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复；

【Function Code】：添加后自动生成，不可设置；

【Exception Code】：无需设置，寄存器地址不可与发送包、接收包、错误包中已经设置的寄存器地址重复。

(3) 指令编写

a) 数据包寄存器赋值

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图2.1.14 数据包寄存器赋值

b) 打开端口

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图2.1.15 打开端口指令

SP.SOCOPEN指令

“U0”虚拟字，固定

K2表示“内置以太网 打开设置”的第2条的从站

D500控制字首地址寄存器

M550完成标志

Ø 使用上升沿触发；

Ø SD1282开放完成信号，SD1284开放请求信号，SD1288连接状态信号；

Ø 给D500(控制字首地址寄存器)赋值为0，表示按照“内置以太网 打开设置”的设置打开端口；

Ø 完成标志，仅仅表示指令执行完成，不表示打开成功，也不表示打开失败。

端口打开完成指示：

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图2.1.16 打开端口完成指示

Ø M551，通讯异常标志位；

Ø 若M560置位，则表示端口正常打开，若M561置位，表示端口打开异常。(查看配置，定位解决问题)

c) 数据传输

读数据，数据传输：

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图2.1.17 数据读取传输

写数据，数据传输：

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图2.1.18 数据写入传输

SP.ECPRTCL指令

“U0”虚拟字，固定

K2表示“内置以太网 打开设置”的第2条的从站

K1执行一条协议

D600控制字首地址寄存器

M650完成标志

Ø 使用沿信号触发，读数据指令与写数据指令不能同时触发；

Ø 给D600(控制字首地址寄存器)赋值为0，表示按照“内置以太网 打开设置”的设置打开端口；

Ø 给D602(控制字地址)赋值为1，表示执行协议号为1的协议；

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2. 汇川H3u AutoShop3.0设置。

(1)H3u做从站，服务器。只需要在以太网配置中，设置好IP地址即可。

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图2.2.0 H3u以太网设置

(2)H3uPLC地址定义说明。

H3u变量类型H3u变量名称起始地址数量

位M0到M76790x00007680

M8000到M85110x1F40512

X0到X2550xF800256

Y0到Y2550xFC00256

SM0到SM10230x24001024

S0到S40950xE0004096

T0到T5110xF0000512

C0到C2550xF400256

字D0到D85110x00008512

SD0到SD10230x24001024

R0到R327670x300032768

T0到T5110xF0000512

C0到C2550xF4000256

表2.2.0 H3u绝对地址定义说明

(3)AM600PLC地址定义说明。

Am600变量类型AM600变量名称起始地址数量

位%QX0.0

到

%QX131070.70524280

字%MW0

到

%MW2457590245759

表2.2.1 AM600绝对地址定义说明

3.通讯故障处理。

(1)H3u掉线问题处理。

H3u掉线后，需要先关闭端口，然后在重新打开端口，如下图所示。

执行M2置位，关闭掉线H3u端口，然后复位M2，触发M1，重新打开H3u端口，通讯正常。

(2)H3u掉电处理。

由于现场维护或者更换器件，需要对H3u断电处理。

H3u断电后，通讯故障，需要先关闭端口，然后在重新打开端口，如下图所示。

执行M2置位，关闭掉线H3u端口，然后复位M2，触发M1，重新打开H3u端口，通讯正常。

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图2.3.0 MODBUS-TCP从站掉线重连程序

(3)MODBUS-TCP通讯状态显示。

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图2.3.1 MODBUS-TCP从站通讯状态存储器设置(示例：D1000)

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图2.3.2 MODBUS-TCP从站状态寄存器显示

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图2.3.3 MODBUS-TCP从站状态显示程序

通讯状态寄存器占用18个字，看第18个寄存器的值，示例：

D1017变化，就是通讯正常，D1017不变化，就是通讯异常。

(4)从站自动重连程序。

从站自动重连原理，程序中实现。

当检测到从站掉线，每1秒启动一次从站(先关闭一次从站端口，再打开一次从站端口)，直到从站通讯正常，实现从站掉线自动重连功能。

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图2.3.4MODBUS-TCP从站掉线自动重连程序