汇川PLC串口通讯实战：基于H5U与自由协议读取仪表变频器数据

自由协议通讯在工业自动化中常用于与智能仪表、变频器等设备进行数据交互。本文将以汇川H5U系列PLC为例，演示如何通过自由协议与温度仪表通讯读取温度值，以及作为主站读取变频器频率等常见场景。

自由协议读取温度仪表数据

首先，根据自由通讯指令 SerialSR 的参数需求进行数据定义。该指令的详细参数定义如下表所示：

基于上述参数表，我们可以定义对应的数据区，例如使用结构体或一系列变量来映射每个参数：

接下来，新建一个子程序（例如命名为 _Read_temp），插入 SerialSR 指令，并将定义好的数据参数填入对应的接口：

完成配置后，PLC便能按照预设的协议帧格式与温度仪表进行串口通讯，实现数据的读取与写入。

PLC作为Modbus主站读取变频器频率

另一个典型应用是使用PLC作为主站，通过Modbus RTU协议读取变频器的运行频率。

硬件配置：

• 主站：汇川H5U系列PLC
• 从站：汇川或其他支持Modbus RTU的变频器，站地址设置为2
• 通讯参数：9600波特率，无校验，8位数据位，1位停止位（即 9600, N, 8, 1）

编程实现：
使用专用的Modbus主站功能块（例如 MB_Master）进行编程。以下是一个读取保持寄存器（功能码03）的示例：

MB_Master(Execute := M8013, iPort := 0, iAddr := 2, iFuncCode := 03, diDataAddr := 8192, iDataNums := 1, iDataBuf := D200, xDone => M200, xBusy =>, xError => M202, dwErrorID => D202);

指令执行成功后，读取到的原始数据将存放在 D200 中，后续需根据变频器手册进行标度转换，才能得到实际的频率值（如0.01Hz/位）。

PLC作为Modbus从站供HMI读取

我们也可以将H5U PLC配置为Modbus从站，由上位机（如HMI）主动读取数据。

1. PLC侧配置：在PLC软件中设置从站地址（例如站号为1）。
2. 数据映射：将PLC的内部软元件映射到Modbus协议地址。
   • 线圈（Coil）起始地址1映射至 M0，数量16个。
   • 保持寄存器（Holding Register）起始地址40001映射至 D100，数量10个。
3. HMI侧配置：在HMI的变量表中，根据Modbus地址定义变量。不同品牌的HMI配置方式略有差异，但原理相通。

   var_M0 = { addr: "01 000001", type: "bit" }
   var_D100 = { addr: "01 400001", type: "word" }

系统变量配置串口参数

除了在设备配置中设置，还可以通过系统变量 _COMSet 在运行时动态修改串口参数（修改后需切换RUN/STOP或重新上电生效）：

_COMSet.SetFlag := 1;    // 使能参数设置
_COMSet.BaudRate := 19200; // 修改波特率为19200
_COMSet.DataBits := 8;   // 数据位8
_COMSet.Parity := 0;     // 无校验
_COMSet.StopBits := 1;   // 停止位1
// 注意：修改后需切换RUN/STOP或重新上电生效

常见故障与处理方法

1. 通讯完全无响应

   • 可能原因：接线错误（如RS485的A+/B-接反）、主从站波特率不匹配、从站地址设置错误。
   • 检查方法：核对硬件接线；确认主站、从站及所有中继设备的波特率、数据位、停止位、校验位完全一致；使用调试工具确认从站地址。

2. 偶发性通讯失败

   • 可能原因：电磁干扰、线路未加终端电阻、从站设备响应超时。
   • 检查方法：使用双绞屏蔽线，并采用单端接地方式；在总线两端添加120Ω终端电阻（部分PLC端口需软件使能）；在程序中适当增加通讯超时时间。

3. 数据读写错误

   • 可能原因：协议帧格式或功能码错误、校验方式不匹配、数据地址映射错误。
   • 检查方法：对照设备手册，仔细核对通讯报文格式；确认奇偶校验设置；检查PLC中的数据映射地址是否正确。

4. 指令执行报错

   • 处理方法：指令块通常会产生特定的错误代码，查阅对应的PLC编程手册，根据错误代码进行排查。

调试技巧

当手边没有实际的仪表或变频器硬件时，可以利用PC上的串口调试助手（如Modbus Slave模拟软件）来模拟从站设备，辅助完成PLC程序的初步测试和协议帧调试，这能极大提高开发效率。

希望这几个案例能帮助你更好地理解和应用汇川PLC的串口通讯功能。如果在实践中遇到更复杂的问题，欢迎到云栈社区的相关板块与大家交流探讨。