本文面向有PLC基础的读者，系统讲解三菱FX5U如何通过Modbus RTU/TCP与变频器、仪表等设备通讯。配完整案例，从硬件接线到手把手代码，适合收藏备用。
一、为什么Modbus是工控通讯的"普通话"
工业现场，设备之间需要"说话"。
PLC要和变频器通讯，要和温控器通讯，要和电力仪表通讯——每家的设备都有自己的协议，互不兼容。
Modbus是工业通讯的事实标准。它的优势在于：
- 简单：帧结构只有几种，容易实现
- 通用：西门子/三菱/ABB/施耐德……几乎所有工控设备都支持
- 开放：不需要授权费，免费使用
学会Modbus，你就拥有了和80%以上工业设备"对话"的能力。
二、Modbus通讯基础概念
2.1 两种常用形式
| 类型 | 传输介质 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| Modbus RTU | RS485串口 | 二进制传输，抗干扰强 | 短距离、一对一 |
| Modbus TCP | 以太网 | 速度快，可多设备 | 长距离、一对多 |
2.2 核心术语
- 从站地址（Slave ID）：每个设备的"门牌号"，范围1-247
- 功能码：告诉设备要干什么
0x03：读保持寄存器0x06：写单个寄存器0x10：写多个寄存器
- 寄存器地址：设备内部存储器的门牌号
4xxxx：保持寄存器（可读写）3xxxx：输入寄存器（只读）
- 波特率：RS485通讯速率，常用9600/19200/115200
2.3 数据格式
Modbus RTU帧结构：
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[从站地址(1B)][功能码(1B)][数据(N字节)][CRC校验(2B)]例如，读取1号变频器从0000开始的2个保持寄存器：
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01 03 00 00 00 02 C4 0B三、硬件准备与接线
3.1 所需设备
- 三菱FX5U-32MT/ES（自带RS485接口）
- 变频器（汇川MD580 / 三菱E800 / 台达VFD-M均可）
- RS485通讯线（或自制：两芯屏蔽线）
- GX Works3编程软件
3.2 FX5U RS485接口定义
FX5U的RS485接口在CN3端子台上：
| 端子 | 定义 | 说明 |
|---|---|---|
| SDA | RS485A+ | 数据A（正） |
| SDB | RS485B- | 数据B（负） |
| RDA | RS485A+（接收） | 接收正 |
| RDB | RS485B-（接收） | 接收负 |
| SDA | RS485A+（发送） | 发送正 |
| SDB | RS485B-（发送） | 发送负 |
| SG | 信号地 | 屏蔽接地 |
注意：FX5U的RDA/RDB和SDA/SDB内部已短接，只需接SDA/SDB。
3.3 接线图（FX5U ↔ 变频器）
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FX5U CN3端子 变频器通讯端子 ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ SDA ────────│───────│─── RDA/A+ │ │ SDB ────────│───────│─── RDB/B- │ │ SG ────────│───────│─── SG │ └──────────────┘ └──────────────┘关键点：
- A+接A+，B-接B-（极性不能反）
- 屏蔽线单端接地（变频器端）
- 通讯距离超过20米时，建议加终端电阻（120Ω）
四、GX Works3通讯参数配置
4.1 新建工程
- 打开GX Works3 → 新建工程
- 选择CPU类型：
FX5U - 工程类型：
简单工程 - 语言：
梯形图
4.2 模块配置
展开左侧导航树 → 点击"参数" →FX5UCPU→模块参数→485串口
设置如下：
| 参数项 | 设置值 | 说明 |
|---|---|---|
| 协议 | Modbus RTU | 选择Modbus通讯协议 |
| 通讯速率 | 19200 | 与变频器保持一致 |
| 数据长度 | 8位 | 标准Modbus设置 |
| 奇偶校验 | 偶校验 | 常用设置 |
| 停止位 | 1位 | 标准设置 |
| Header | 无 | 无起始符 |
| Terminator | 无 | 无终止符 |
点击"应用"保存配置。
4.3 变频器侧参数设置
以汇川MD580为例，设置以下通讯参数：
| 参数 | 设定值 | 说明 |
|---|---|---|
| P00.01 | 2 | 频率指令来源=通讯给定 |
| P00.02 | 2 | 运行指令来源=通讯给定 |
| P14.00 | 1 | 通讯地址=1 |
| P14.01 | 19200 | 波特率=19200 |
| P14.02 | 3-0-1 | 8N2（8数据位/无校验/2停止位） |
注意：变频器波特率/数据位必须与PLC完全一致。
五、Modbus通讯程序开发
5.1 通讯指令
GX Works3提供的Modbus RTU专用指令：
| 指令 | 功能 | 适用场景 |
|---|---|---|
ADPRW | 单字读写 | 读写单个寄存器 |
ADPRW+ 批量模式 | 多字读写 | 批量数据交换 |
5.2 ADPRW指令详解
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ADPRW(Un) Sm Cn Dn Rd n D参数说明：
| 参数 | 说明 | 范围 |
|---|---|---|
| Un | 模块编号 | K1（CH1）/ K2（CH2） |
| Sm | 从站地址 | K1~K247 |
| Cn | 功能码 | H0003(读)/H0006(写单)/H0010(写多) |
| Dn | 寄存器地址 | H0000~HFFFF |
| Rd | 读写字节数 | K1~K32 |
| n | 数据存储地址 | D/SD/R/ZR |
| D | 执行标志 | 位软元件 |
5.3 案例：读取变频器运行频率
目标：读取1号变频器H2000（运行频率）寄存器的值，存入D100
梯形图程序：
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M0 ADPRW K1 K1 H0003 H2000 K1 D100 M10 --| |-------------------------------------------------------------(P)---通讯帧解析：
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发送：01 03 20 00 00 01 85 DD （读取1号从站H2000，1个字） 接收：01 03 02 12 34 XX XX （返回频率值0x1234=4660，对应46.60Hz）5.4 案例：写入变频器频率设定值
目标：向1号变频器H1000（频率设定）写入频率50.00Hz
计算：5000（50.00Hz × 100） → 十六进制0x1388
梯形图程序：
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M1 ADPRW K1 K1 H0006 H1000 K1 K5000 M20 --| |-----------------------------------------------------------(P)---通讯帧解析：
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发送：01 06 10 00 13 88 9A 5F （向1号从站H1000写入0x1388） 接收：01 06 10 00 13 88 9A 5F （回传确认，写入成功）5.5 批量读取多寄存器
读取1号变频器多个状态寄存器（H2100~H2102，共3个字）：
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M2 ADPRW K1 K1 H0003 H2100 K3 D110 M30 --| |-------------------------------------------------------------(P)---返回值存入：
D110：运行频率（H2100）D111：输出电流（H2101）D112：输出电压（H2102）
六、通讯状态监控与调试
6.1 通讯完成标志位
ADPRW指令执行完成时：
- 成功：
M10=ON，且无错误代码 - 失败：
M10=OFF，D10存储错误代码
常见错误代码：
| 代码 | 含义 | 排查方向 |
|---|---|---|
K1 | 从站无响应 | 检查接线/地址/波特率 |
K2 | CRC校验错误 | 波特率/数据位不一致 |
K3 | 接收超时 | 通讯线断开/设备掉电 |
K9 | 帧格式错误 | 检查参数配置 |
6.2 调试技巧
方法一：在线监控GX Works3 → 在线 → 监视 → 软元件批量监视 监控D100/D110等寄存器实时值，以及M10/M20完成标志位状态。
方法二：变频器参数确认进入变频器参数模式，确认：
- 通讯地址是否设为1
- 波特率是否为19200
- P00.01/P00.02是否设为"通讯给定"
方法三：万用表测量用万用表测量RS485 A+/B-之间电压：
- 正常值：2V~5V DC（有信号时）
- 0V：接线断开或极性反接
七、实操完整案例：PLC控制变频器调速
7.1 控制要求
- X0按下：变频器启动（正转）
- X1按下：变频器停止
- X2按下：频率加1Hz（最高50Hz）
- X3按下：频率减1Hz（最低5Hz）
- Y0：运行指示灯
7.2 变频器寄存器映射
| 功能 | 寄存器地址 | 说明 |
|---|---|---|
| 运行指令 | H1000 | H0001=正转，H0002=反转，H0000=停止 |
| 频率设定 | H1001 | 设定频率×100（如50.00Hz=5000） |
| 运行状态 | H2100 | 当前运行频率×100 |
| 输出电流 | H2101 | 当前输出电流×10（A） |
7.3 完整梯形图
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// ================== 初始化 ================== [FEND] // 主程序 LD M8000 // 常ON CALL P0 // 调用Modbus通讯子程序 // ================== 启停控制 ================== P0: LD X0 // 启动按钮 OR M100 // 保持标志 ANI X1 // 停止按钮 OUT M100 // 启动标志输出 OUT Y0 // 运行指示灯 // 启动指令（写入H1000=正转） LD M100 AND MOV(P) K1 K1 H0006 H1000 K1 M200 // ADPRW K1 K1 H0006 H1000 K1 K1 M200 // ================== 频率调节 ================== // 频率增加 LD X2 // 加频按钮 ANI SM402 // 上升沿触发 AND CMP(K5000) D100 SM412 LD X2 ANI SM402 AND D100 K5000 // 不超过50Hz PLS M101 // 加频脉冲 // 频率减少 LD X3 // 减频按钮 ANI SM402 AND CMP(D100) K500 SM412 LD X3 ANI SM402 AND D100 K500 // 不低于5Hz PLS M102 // 减频脉冲 // 频率写入变频器 LD M101 INC D100 LD M102 DEC D100 LD M101 OR M102 AND MOV(P) D100 K1 H0006 H1001 M210 // ADPRW K1 K1 H0006 H1001 K1 D100 M210 // 频率读取 LD M8000 // 每周期读取当前频率 AND MODRD(P) K1 K1 H2100 K1 D100 M220 // ADPRW K1 K1 H0003 H2100 K1 D100 M220 RET八、本文小结
上篇内容回顾：
| 知识点 | 掌握程度 |
|---|---|
| Modbus RTU基础概念 | 理解帧结构与功能码 |
| 硬件接线 | 能正确连接FX5U与变频器 |
| GX Works3参数配置 | 会配置485串口Modbus模式 |
| ADPRW读写指令 | 能读写变频器寄存器 |
| 通讯调试方法 | 能排查常见通讯故障 |
下篇预告（三菱PLC与Modbus通讯实战（下）：多从站管理与Modbus TCP）：
- 多台变频器同时通讯（RS485总线，最多247从站）
- Modbus TCP以太网通讯配置
- PLC与HMI实时数据交换
- 通讯故障冗余切换方案
下篇不见不散。有问题欢迎在评论区留言，我看到会回复。
系列文章：
- 《三菱PLC与Modbus通讯实战（上）：环境配置与基础通讯》
- 《三菱PLC与Modbus通讯实战（下）：多从站管理与Modbus TCP》
