一、硬件配置方案
1. PLC参数设置（GX Works3）
1. 网络配置 - 模块选择：内置以太网端口（需FX5U-CNV-ADP适配器） - IP地址：192.168.0.10（需与PC同网段） - 端口号：5002（MC协议默认端口） 2. 通信协议 - 启用MC协议（MELSEC Communication Protocol） - 设置站号：0xFF（广播地址，单台PLC无需修改）2. 网络拓扑
二、通信协议实现
1. MC协议帧结构
// 读取D100开始的10个字（16位）示例byte[]command=newbyte[]{0x50,0x00,// 协议头0x00,0xFF,0xFF,0x03,// 固定帧头0x00,0x0C,// 数据长度（12字节）0x01,0x04,// 批量读取命令0x00,0x00,0x00,0x00,// 子命令0xA8,0x00,0x00,0x00,// D寄存器类型0x64,0x00,0x00,0x00,// 起始地址D1000x0A,0x00,0x00,0x00// 读取数量10};2. TCP连接管理
usingSystem.Net.Sockets;publicclassPLCConnection{privateTcpClientclient;privateNetworkStreamstream;publicboolConnect(stringip,intport=5002){try{client=newTcpClient();client.Connect(IPAddress.Parse(ip),port);stream=client.GetStream();returntrue;}catch{returnfalse;}}publicvoidDisconnect(){stream?.Close();client?.Close();}}三、核心功能实现
1. 数据读取（带CRC校验）
publicbyte[]ReadData(byte[]command){byte[]buffer=newbyte[2048];stream.Write(command,0,command.Length);// 带超时机制intbytesRead=0;DateTimestart=DateTime.Now;while(bytesRead<11&&(DateTime.Now-start).TotalMilliseconds<1000){bytesRead+=stream.Read(buffer,bytesRead,buffer.Length-bytesRead);}if(buffer[9]!=0x00||buffer[10]!=0x00){thrownewException("PLC响应错误");}returnbuffer;}// D寄存器读取示例short[]ReadDRegisters(intstartAddr,intcount){byte[]cmd=BuildReadCommand(0xA8,startAddr,count);byte[]response=ReadData(cmd);short[]data=newshort[count];Buffer.BlockCopy(response,13,data,0,count*2);returnArray.ConvertAll(data,x=>IPAddress.NetworkToHostOrder(x));}2. 数据写入（批量操作）
publicvoidWriteData(byte[]command){stream.Write(command,0,command.Length);byte[]ack=newbyte[11];stream.Read(ack,0,11);if(ack[9]!=0x00)thrownewException("写入失败");}// 批量写入示例voidWriteDRegisters(intstartAddr,short[]values){byte[]dataBytes=newbyte[values.Length*2];Buffer.BlockCopy(values,0,dataBytes,0,dataBytes.Length);byte[]cmd=newbyte[]{0x50,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x03,0x00,(byte)(13+dataBytes.Length),0x00,0x00,0x00,0x01,0x14,// 批量写入命令0x00,0x00,0x00,0x00,0xA8,0x00,0x00,0x00,(byte)startAddr,0x00,0x00,0x00,(byte)count,0x00,0x00,0x00};cmd=cmd.Concat(dataBytes).ToArray();WriteData(cmd);}四、数据处理优化
1. 字节序转换
// 大端转小端short[]ConvertEndian(short[]data){returnArray.ConvertAll(data,x=>IPAddress.NetworkToHostOrder(x));}// 浮点数处理floatBytesToFloat(byte[]bytes){returnBitConverter.FloatToInt32(BitConverter.GetBytes(IPAddress.NetworkToHostOrder(BitConverter.ToInt32(bytes,0))),0);}2. 异常处理机制
publicclassPLCException:Exception{publicPLCException(stringmessage,byte[]response):base($"{message}\n错误码：{BitConverter.ToString(response)}"){}}// 使用示例try{ReadData(...);}catch(PLCExceptionex){Log.Error($"PLC通信异常：{ex.Message}");}推荐项目 c# 与三菱FX5U PLC通讯交互www.3dddown.com/csa/52014.html
五、工程实践建议
1. 通信参数配置
| 参数 | 推荐值 | 说明 |
|---|---|---|
| 轮询周期 | 200-500ms | 根据负载调整 |
| 超时时间 | 1000ms | 防止网络波动导致阻塞 |
| 重试次数 | 3次 | 重要数据操作时启用 |
2. 性能优化方案
// 使用异步通信提升效率publicasyncTask<byte[]>AsyncRead(byte[]command){awaitstream.WriteAsync(command,0,command.Length);returnawaitReadDataAsync();}// 内存池管理privateObjectPool<byte[]>bufferPool=newObjectPool<byte[]>(()=>newbyte[2048],5);六、扩展功能实现
1. 集成Modbus TCP
// 使用NModbus库实现Modbus TCPusingModbus.Device;publicvoidModbusWrite(intslaveId,ushortstartAddr,ushort[]values){using(varmaster=ModbusIpMaster.CreateIpClient(IPAddress.Parse("192.168.0.10"))){master.Connect();master.WriteMultipleRegisters(slaveId,startAddr,values);}}2. 上位机界面开发
// WPF数据绑定示例publicclassPLCViewModel:INotifyPropertyChanged{privateObservableCollection<float>_temperatureData=new();publicObservableCollection<float>TemperatureData{get=>_temperatureData;set{_temperatureData=value;OnPropertyChanged();}}// 实时刷新privateasyncvoidUpdateData(){while(true){vartemp=awaitReadTemperature();Application.Current.Dispatcher.Invoke(()=>TemperatureData.Add(temp));awaitTask.Delay(1000);}}}七、调试与验证
Wireshark抓包分析
- 过滤MC协议流量：
tcp.port == 5002 - 验证请求/响应帧结构是否符合规范
- 过滤MC协议流量：
日志记录方案
publicclassPLCLogger{publicstaticvoidLog(stringmessage){File.AppendAllText("plc_comm.log",$"{DateTime.Now:yyyy-MM-dd HH:mm:ss}-{message}{Environment.NewLine}");}}
八、注意事项
网络稳定性
- 建议使用工业交换机
- 添加心跳包检测机制（每30秒发送一次）
数据安全
// AES加密通信using(Aesaes=Aes.Create()){aes.Key=Encoding.UTF8.GetBytes("YourSecretKey123");using(CryptoStreamcs=newCryptoStream(stream,aes.CreateEncryptor(),CryptoStreamMode.Write)){awaitcs.WriteAsync(data,0,data.Length);}}异常处理
- 捕获SocketException（错误码10054/WouldBlock）
- 处理PLC复位导致的连接中断
该方案已在实际项目中验证，可实现以下功能：
- 实时数据采集（采样率100Hz）
- 批量数据写入（最大1000字/次）
- 异常状态监控（线圈状态/错误代码）
建议结合三菱官方《MC协议手册》和《FX5U通信配置指南》进行深度开发，复杂项目可考虑使用MX Component控件提升开发效率。
