485 通讯控制 PLC 的实现方法

485 通讯（RS-485）是工业领域常用的串行通讯方式，凭借远距离传输（最大 1200 米）、抗干扰能力强、多设备联网（最多 32 个节点） 的优势，广泛用于 PLC 与上位机（如电脑、触摸屏）、PLC 与 PLC、PLC 与传感器 / 执行器之间的控制信号传输。以下从 “通讯原理”“硬件连接”“软件配置”“常见控制场景” 四个维度，详细说明如何通过 485 通讯控制 PLC。

一、核心原理：485 通讯的 “规则”

RS-485 本身是物理层协议，仅定义了信号的电气特性（如差分信号传输、逻辑电平），无法直接实现 “控制”；实际控制需依赖应用层协议（即 “通讯规则”），PLC 通过协议解析对方发送的 “指令”，执行对应的动作（如启停电机、修改参数、反馈数据）。

工业中常用的 485 通讯协议（PLC 适配度高）：

其中，Modbus RTU因 “无版权、易配置”，是 485 控制 PLC 的首选协议，下文以该协议为例展开。

二、硬件连接：搭建 485 通讯链路

485 通讯需确保 “物理链路通”，核心是差分信号传输（A/B 线），需注意 “极性一致、终端匹配、避免共模干扰”。

1. 核心硬件需求

2. 接线规则（以 Modbus RTU 为例）

485 通讯的核心是A 线接 A 线、B 线接 B 线，极性绝对不能反（反接会导致通讯中断），屏蔽层单端接地（避免共模电流）。

示例 1：电脑（USB 转 485）控制 PLC

• 电脑端：USB 转 485 模块的 “485-A”“485-B” 端子

• PLC 端：PLC 的 485 接口（如西门子 S7-200 的 “3+（A）”“8-（B）”，三菱 FX3U-485 模块的 “SD（B）”“RD（A）”）

• 接线：电脑 USB 转 485 的 A → PLC 的 A；电脑 USB 转 485 的 B → PLC 的 B；屏蔽层接电脑外壳或 PLC 接地端子（单端接地）。

• 终端电阻：在 “USB 转 485 模块” 和 “PLC” 的 A、B 端子间各并 1 个 120Ω 电阻（因两者是总线两端设备）。

示例 2：PLC 与 PLC 之间 485 通讯（主从控制）

• 主 PLC（发送指令）：485-A → 从 PLC 485-A；485-B → 从 PLC 485-B

• 终端电阻：仅在主 PLC 和最远端从 PLC 的 A、B 间并 120Ω 电阻（中间从 PLC 不接）

三、软件配置：让 PLC “听懂” 485 指令

硬件连接后，需通过 PLC 编程软件（如西门子 STEP 7、三菱 GX Works2）配置 485 通讯参数，并编写 “指令解析程序”，实现 “控制信号→PLC 动作” 的转化。

1. 第一步：配置通讯参数（主从设备需一致）

485 通讯的核心参数需 “主站（控制端）” 与 “从站（PLC）” 完全匹配，否则无法通讯，参数包括：

• 波特率：信号传输速率（常用 9600bps、19200bps、38400bps，速率越高传输越快，但抗干扰越弱）

• 数据位：每帧数据的位数（默认 8 位）

• 停止位：每帧数据的结束位（默认 1 位）

• 校验位：检测数据错误（常用 “偶校验（Even）” 或 “无校验（None）”，推荐偶校验，抗干扰更强）

• 从站地址：PLC 的唯一标识（1-247 之间，避免与总线内其他设备重复，如设置 PLC 从站地址为 “1”）

配置示例（西门子 S7-200 SMART）：

1. 打开 STEP 7-Micro/WIN SMART，连接 PLC；

2. 进入 “系统块”→“通讯端口”→“端口 0（485 口）”；

3. 选择 “Modbus RTU” 协议，设置波特率 9600bps、数据位 8、停止位 1、偶校验，从站地址 1；

4. 点击 “下载”，将配置写入 PLC。

2. 第二步：编写通讯控制程序（以 “上位机控制 PLC 启停电机” 为例）

核心逻辑：上位机发送 Modbus RTU 指令→PLC 接收并解析指令→PLC 输出端口动作（如 Q0.0 通电，电机启动）。

（1）Modbus RTU 指令格式（上位机发送）

控制 PLC 的指令需符合 Modbus RTU 协议格式，以 “控制 PLC 输出点 Q0.0（启停电机）” 为例：

• 目标：将 PLC 的 Q0.0 置 1（启动）或置 0（停止）；

• Modbus 功能码：用 “05 号功能码（强制单线圈）”（控制开关量输出）；

• 寄存器地址：PLC 的 Q0.0 对应 Modbus 地址 “00001”（不同 PLC 地址映射需查手册，如西门子 S7-200 的 Q0.0 对应 00001，三菱 FX3U 的 Y0 对应 00001）；

• 指令帧示例（十六进制）：

• 00 00：置 0；CD CA：CRC 校验码

• 01：PLC 从站地址；05：功能码；00 00：寄存器地址（00001）；FF 00：置 1；8C 3A：校验码（CRC）

• 启动电机（Q0.0 置 1）：01 05 00 00 FF 00 8C 3A

• 停止电机（Q0.0 置 0）：01 05 00 00 00 00 CD CA

（2）PLC 程序编写（解析指令并动作）

多数 PLC 支持 “Modbus RTU 库指令”，无需手动解析 CRC 校验，直接调用库函数即可：

• 西门子 S7-200 SMART：调用 “MBUS_SLAVE” 库指令（从站指令），设置 “从站地址、波特率、校验位”，并将 Modbus 寄存器地址映射到 PLC 内部寄存器（如将 00001 映射到 Q0.0）；

• 三菱 FX3U：通过 “RS 指令” 配置 485 参数，调用 “MODBUS_RTU” 专用指令，将接收的指令数据写入 Y0（Q0.0）。

程序逻辑示例：

1. PLC 上电后，初始化 485 通讯参数（波特率、地址等）；

2. 持续接收上位机发送的 Modbus 指令；

3. 解析指令中的 “寄存器地址” 和 “控制值”：

• 若地址为 00001、控制值为 FF00→Q0.0=1（电机启动）；

• 若地址为 00001、控制值为 0000→Q0.0=0（电机停止）；

4. （可选）PLC 向主站反馈状态：用 “01 号功能码（读取线圈状态）”，将 Q0.0 的状态回传给上位机。

四、常见控制场景扩展

除了 “上位机控制 PLC 启停”，485 通讯还可实现更复杂的控制需求：

1. 控制 PLC 修改参数（如变频器频率）

• 场景：上位机通过 485 控制 PLC，再由 PLC 通过 485 控制变频器频率；

• 实现：上位机发送 Modbus 指令→PLC 接收后，将频率值（如 50Hz）写入内部寄存器（如 D100）→PLC 通过另一路 485（或同一总线）向变频器发送 “修改频率” 指令（如 Modbus 06 号功能码，写入变频器频率寄存器）。

2. PLC 与 PLC 之间的 485 控制（主从 PLC）

• 场景：主 PLC（如车间总控）控制从 PLC（如生产线分控）启停设备；

• 实现：主 PLC 作为 Modbus 主站，发送指令（如控制从 PLC Q0.1=1）→从 PLC 作为从站，解析指令后执行动作，并反馈自身状态（如 I0.0 是否有信号）给主 PLC。

3. 触摸屏通过 485 控制 PLC

• 场景：现场触摸屏（如威纶通、昆仑通态）控制 PLC；

• 实现：触摸屏自带 485 口，在触摸屏组态软件（如 EBPro）中选择 “Modbus RTU” 协议，设置 PLC 从站地址、波特率等参数→拖拽 “按钮”“数值输入框” 等控件，关联 PLC 的 I/O 点或寄存器（如按钮关联 Q0.0，数值框关联 D100）→下载组态到触摸屏，即可手动操作控制 PLC。

五、常见问题排查

1. 通讯中断，PLC 无响应：

• 检查 A/B 线极性是否接反（最常见原因）；

• 确认主从设备的 “波特率、数据位、停止位、校验位” 完全一致；

• 检查终端电阻是否仅在总线两端接（多接或漏接会导致信号反射）；

• 用万用表测 A/B 线电压（正常差分电压：A 比 B 高 2-6V，反接则 B 比 A 高）。

2. 通讯不稳定，偶尔断连：

• 更换屏蔽双绞线（非屏蔽线抗干扰弱）；

• 屏蔽层改为单端接地（避免两端接地形成环流）；

• 降低波特率（如从 19200bps 改为 9600bps，提升抗干扰能力）；

• 远离强电设备（如变频器、电机，避免电磁干扰）。

3. PLC 能接收指令，但不执行动作：

• 检查 Modbus 寄存器地址映射是否正确（如上位机发 “00002”，但 PLC 实际 Q0.1 对应 “00002”，而非 Q0.0）；

• 确认 PLC 程序中 “通讯指令” 是否正确调用（如 MBUS_SLAVE 指令是否使能）；

• 检查 PLC 输出点是否被其他程序逻辑覆盖（如 Q0.0 被手动置 0 的程序优先级更高）。

通过以上步骤，即可实现 485 通讯对 PLC 的稳定控制，核心是 “硬件接线规范 + 参数一致 + 协议匹配”，实际应用中需根据 PLC 型号、控制设备类型选择对应的协议和编程方法。