先建立一條最小測試連線
先用一個主站、一個從站與短距離線路測試,停用其他輪詢來源。你要先分清楚「沒有送出」「從站沒回覆」與「有回覆但被接收端丟棄」,才知道下一步該查哪裡。
| 測試項目 | 本篇示例 | 實機請填 |
|---|---|---|
| 通訊協定 | Modbus RTU | ____ |
| 站號 | 1 | ____ |
| 通訊格式 | 9600 bps,8E1 | ____ |
| 讀取方式 | 手冊允許的 FC03 唯讀資料 | ____ |
| 線路方式 | 依雙方支援的 RS485 二線方式 | ____ |
| 逾時與重試 | 先用有限等待,暫停連續重試 | ____ |
8E1 是 8 個資料位元、偶同位、1 個停止位元。範例值只供測試記錄,從站若固定其他格式,主站就要配合。兩端都寫 RS485,也不代表它們使用相同上層通訊協定。
沿用 Q 系列教材時
Q06UDVCPU 搭配 QJ71C24N 時,先核對實際使用 CH2 的 RS422/485 介面、模組起始 I/O 位置,以及專案對應通道。使用預定義協定時,PLC 程式與模組的協定資料都要一致。具體設定畫面可對照既有Q 系列 RS485 Modbus RTU 讀寫教學。
接線端子與二線短接方式依該型號手冊核對。QJ71C24N、其他 C24 變型及不同廠商設備不能只憑 A/B 名稱直接套接。
第一輪檢查電源與線路
確認設備供電、模組就緒狀態與接線端子。改線或量電阻前依現場程序停電並確認無外加電壓。
依雙方手冊把訊號極性對上。不同廠商的 A/B 命名可能不同,優先核對正負定義與二線接法。
檢查幹線是否連續、接頭是否鬆脫,先縮短支線並避開大電流與變頻器動力配線。
依線纜與設備手冊檢查終端、偏壓及訊號參考線。屏蔽、保護接地與訊號參考端不可任意當作同一端。
終端電阻放在線路兩個物理端點
典型線性總線在兩個端點配置與線纜特性阻抗匹配的終端,常見為 120 Ω;不是每台設備都加一個。QJ71C24N 的阻值請依其手冊選用;既有 Q 系列教學引用的是 110 Ω,不能直接把常見的 120 Ω 當成該模組規格。先查是否已內建或由開關啟用,避免重複加裝。
在斷電、確認其他電路影響已排除的理想情況,兩個 120 Ω 終端並聯約為 60 Ω。這只能作為線索;偏壓與設備內部電路都會影響讀值,不能只看 60 Ω 就宣布接線正確。
偏壓與隔離要依設備設計
閒置時的訊號狀態需要可靠,但有些收發器已有失效保護,外加偏壓也會增加負載。先查全線既有配置,不要每一站都隨意加偏壓。若現場地電位差超出介面容許範圍,應查隔離與等電位設計。
參考:Texas Instruments RS485 Design Guide 拓撲終端與接地
第二輪確認請求與回覆
| 你看到的證據 | 優先排查 |
|---|---|
| 主站沒有 TX 活動或送出紀錄 | 觸發條件、忙碌互鎖、通道選擇及通訊程式 |
| 主站有 TX,從站沒有回覆 | 站號、協定、格式、線路極性及設備接收狀態 |
| 線上有回覆,主站仍逾時 | 方向切換、接收長度、CRC、回覆辨識條件與時間 |
| 收到 83H 加例外碼 | 依例外碼處理功能碼、位址或資料,不再當成無回應 |
TX/RX 指示燈只能顯示活動,不能保證資料內容正確。使用隔離且適合現場的擷取工具保存封包;避免同一條線又加入第二個主站同時發問。
站號零不適合拿來等讀取回覆
Modbus RTU 的一般從站位址是 1–247。0 是廣播位址,廣播不回覆,不拿它做一般讀取測試。若兩台從站站號相同,它們可能同時回答,造成碰撞。
分開看框架間隔與回覆逾時
9600 bps、8E1 每字元共 11 bits,3.5 字元時間約 4.01 ms。這是 RTU 框架分隔的概念,不能直接當成從站處理完成的逾時上限。大於 19200 bps 時,官方串列指南建議固定 t1.5=750 µs、t3.5=1.75 ms。
回覆逾時要包含設備處理、傳送與必要的轉向時間。依手冊先設合理有限值,再觀察實測;前一筆完成或逾時後才送下一筆,避免掃描週期每圈都發送。
用紀錄把故障縮小到一個條件
選擇手冊已知、允許讀取的單一資料項,保存一次請求。
確認站號、功能碼、封包位址與數量;若工具會自動調整位址,查看實際送出內容。
一次只改一項,例如格式或站號,每次記錄結果。
成功後再逐一加回其他從站與輪詢項目;每加一項就確認錯誤率與更新時間。
| 紀錄欄位 | 填寫內容 |
|---|---|
| 站號與通訊格式 | ________ |
| 請求 HEX 與時間 | ________ |
| 回覆 HEX 或逾時 | ________ |
| 本次只改了什麼 | ________ |
| 結果與下一步 | ________ |
練習與答案
練習一:站號設 0,送讀取請求後一直等待。先改為目標從站的有效單播站號。練習二:回覆是 01 83 02 加有效 CRC。這是 FC03 例外碼 02,先核對位址與範圍,不應記為完全沒有回覆。練習三:只有接回第三台後開始錯誤。優先檢查重複站號、拓撲、終端與新接線段。
完成判定
以預先訂定的觀察期間,確認請求都有對應結果、數值可核對、無持續逾時或 CRC 錯誤;拔除測試從站後能顯示失效,接回後能恢復。記錄實際測試次數與錯誤次數,避免只用一次成功就判定完成。
參考:Modbus 官方 Application Protocol 例外回覆
參考:Modbus 官方 Serial Line 指南 V1.02
參考:Mitsubishi Q 系列序列通訊模組基本手冊 SH080006W
操作完成後的確認與適用範圍
完成後應看到什麼結果
以單一主站和單一從站測試時,每筆有效單播請求應有可對應的正常或例外回覆;正常讀取的站號、功能碼及資料長度應符合請求,數值也能與設備狀態核對。只有 TX/RX 燈閃爍還不算完成。
在預先訂定的觀察期間記錄請求次數、成功次數與錯誤次數。中斷測試從站後,主站應在有限時間內顯示逾時或失效;恢復連線後,輪詢應能恢復並更新資料時間。
失敗時先查哪裡
沒有送出紀錄:先查觸發條件、忙碌狀態及所選通道。
有送出、線上無回覆:查供電、站號、RTU 協定、格式與線路;依雙方手冊核對極性及二線接法。
線上有回覆但程式不接受:查方向切換、CRC、接收長度與逾時;若已有例外碼,轉查功能碼、位址與範圍。
適用型號與限制
本篇以 Q06UDVCPU 搭配 QJ71C24N 的 CH2 RS422/485 介面為既有教材背景。一般 Modbus RTU 的排查順序也適用其他主站與從站;端子、短接、終端及隔離方式須逐一核對實際型號。
不要把 QJ71C24N 的接線直接套到 QJ71C24N-R2、QJ71C24N-R4 或其他廠牌。本文不提供通用端子對接表,也不適用 Modbus TCP 的實體網路排查。無從站型號時,9600 bps、8E1 與站號 1 只是示例,不能當成設備出廠值。