PLC與變頻器通訊控制的設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，交流電機(jī)的調(diào)試越來越多地采用變頻器實(shí)現(xiàn)，PLC和變頻器的控制組合已成為自動化設(shè)備上最常用的綜合應(yīng)用。PI E和變頻器的控制組合，最早是使用PIE的開關(guān)量輸出驅(qū)動中間繼電器控制變頻器的啟動、停止；而對于速度，一般是通過端子開關(guān)量的編碼實(shí)現(xiàn)多段速度運(yùn)行，更精確的是通過為PI E配置DA數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連續(xù)控制變頻器的速度。以上的控制方式對于變頻器數(shù)量多、電機(jī)分布范圍較廣的自動化控制場合，顯然是不合適的。一方面控制的變頻器越多，需要的I/0點(diǎn)數(shù)和DA數(shù)模轉(zhuǎn)換通道就越多，這將增加成本；另一方面I/0模式不能連續(xù)平滑地調(diào)速，而數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊采用電壓或電流，長度不一的控制電纜會造成信號衰減的不同，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

    本文所介紹的PIE以RS485通訊方式控制變頻器的方法非常簡便，它僅需在PIE主機(jī)上安裝一塊RS-485通訊板，編寫簡易的PLc梯形圖指令，通過一根通訊電纜的連接，就可以完成變頻器的啟動、停止、復(fù)位、頻率設(shè)定，以及電壓、電流、頻率等參數(shù)的監(jiān)控，配以觸摸屏，還可以在觸摸屏上直接讀寫、顯示各種電機(jī)參數(shù)。該系統(tǒng)具有較好的控制噪聲干擾性，傳輸距離遠(yuǎn)(最長500 m)、速度快，控制變頻器數(shù)量多(最多31臺)，成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)組成與參數(shù)設(shè)置

    1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)硬件組成圖

    a)PLC基本單元FX3U—32MT—ES—A 1臺，作為系統(tǒng)控制核心，白帶RS-232通訊口。通過這個(gè)接口與觸摸屏通訊。

    b)RS-485通訊模塊FX3U—485—BD 1臺，安裝于PLC基本單元左側(cè)，通過該接口與變頻器實(shí)現(xiàn)RS485通訊。

    c)交流變頻器CIMR—VA4A(X)38 若干臺，自帶RS485接口。

    d)四芯雙絞屏蔽電纜RVVP4木0.3 若干米。

    e)5.7寸觸摸屏PWS660)S-S 一臺。

    f)觸摸屏通訊電纜RS232 一根。

    為了在PIE和變頻器之間建立有效地通訊，必須在PIE和變頻器中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。PIE參數(shù)設(shè)置，可以通過FX3U的編程軟件GX Developer進(jìn)行，如下所示：

    通訊方式：無協(xié)議通訊

    波特率：1900BPS

    數(shù)據(jù)停止位：l位

    奇偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)

    數(shù)據(jù)長度：8位

    1.2變頻器參數(shù)設(shè)置

    變頻器參數(shù)設(shè)置，可以通過變頻器操縱面板進(jìn)行，也可通過設(shè)置軟件DriveWizm-d Plus進(jìn)行，如表1。

變頻器器參數(shù)設(shè)置表

    1.3 RS.485的連接

    依據(jù)IiS-485連接規(guī)則，使用雙絞屏蔽電纜連接，且主機(jī)端和最末—個(gè)從機(jī)端須接—個(gè)110 n終端電阻，RS-485的連接如圖2所示。

    其中PLc端FX3U-485-BD通訊板、變頻器都帶有110 Q終端電阻，其設(shè)置方法如圖3、圖4所示。

RS485連接圈

三菱FX3U-485-BD終端電阻設(shè)王

2 通訊協(xié)議與數(shù)據(jù)定義

    變頻器采用MEMOBUS協(xié)議。MEMOBUS通信協(xié)議采取主站對從站發(fā)出指令，從站進(jìn)行響應(yīng)的形式。信息格式的接收發(fā)送均為以下所示的構(gòu)成，根據(jù)指令(功能)的內(nèi)容的不同，數(shù)據(jù)部的長度也隨之發(fā)生變化(數(shù)據(jù)構(gòu)成如圖5所示)，且信息間還必須保持-定的時(shí)間間隔(如圖6所示)。

安川變頻器終端電阻設(shè)置

數(shù)據(jù)構(gòu)成

信息間的間隔

    從站地址為(O-20Hex)。如設(shè)定為0，則主站以廣播方式發(fā)送，變頻器不作響應(yīng)。

    功能碼是用來指定指令的代碼。功能碼有三種，如表2所示。

表2

    數(shù)據(jù)：存儲寄存器編號(編號時(shí)的測試碼)與其數(shù)據(jù)組合構(gòu)成一系列數(shù)據(jù)。根據(jù)指令的內(nèi)容數(shù)據(jù)長度會發(fā)生

變化。

   

    故障檢出：檢出傳送時(shí)的故障。使用CRC-16方式，按下述步驟計(jì)算：

    1)一般計(jì)算出CRC-16時(shí)的默認(rèn)設(shè)定為0，需將MEMoBUS系統(tǒng)設(shè)定為-1(16位均為1)。

    2)將從站地址的LSB作為MSB，最后的數(shù)據(jù)的MSB作為LSB，計(jì)算出CRC-16。

    3)對來自從站的響應(yīng)信息也計(jì)算出CRC-16，與響應(yīng)信息中的CRC-16進(jìn)行核對。

3 HC程序設(shè)計(jì)

    要實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器之間的通訊控制，必須對PLc進(jìn)行編程，通過程序?qū)崿F(xiàn)PLC對變頻器的各種運(yùn)行控制和數(shù)據(jù)的寫入、各種監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的讀取等。PLC程序首先應(yīng)完成通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉(zhuǎn)換和變頻器應(yīng)答數(shù)據(jù)的處理工作。如圖7、圖8。

圖組

4 結(jié)束語

    本文通過實(shí)例討論了PLC與變頻器的KS-485通訊功能的編程和應(yīng)用，有助于讀者進(jìn)一步的研究和應(yīng)用，并應(yīng)用該程序連接上PWS6600觸摸屏，與其一起使用將更一步擴(kuò)充應(yīng)用的靈活性。上述設(shè)計(jì)已成功地應(yīng)用于貴州險(xiǎn)峰實(shí)業(yè)總公司生產(chǎn)的MKl020型數(shù)控?zé)o心磨床上，并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。

松下PLC使用自由通訊案例----松下FP2與基恩士XG-7000視覺進(jìn)行自

松下PLC(FP2)與基恩士視覺(XG-7000)系統(tǒng)進(jìn)行自由通訊

項(xiàng)目名稱 

自由通訊 

工作地點(diǎn) 

客戶現(xiàn)場 

公司名稱 

深圳智控科技有限公司 

工作人員 

工作內(nèi)容摘要 

使用松下PLC第159號指令與基恩士視覺系統(tǒng)進(jìn)行自由通訊 

解決方案 

①首先了解到基恩士視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具體組成格式為“字母”+“，”+“正負(fù)號”+“數(shù)據(jù)”；

②設(shè)置PLC通訊口的通訊方式以及各項(xiàng)通訊參數(shù)；

③其次使用串口調(diào)試軟件與FP2進(jìn)行模擬通訊，所模擬收發(fā)的代碼全部參照基恩士數(shù)據(jù)格式以及數(shù)據(jù)命令，通過監(jiān)視發(fā)現(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收；

④與基恩士視覺系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的通訊，由基恩士視覺系統(tǒng)向PLC發(fā)送命令，以及由PLC向基恩士視覺系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，并對比PLC和基恩士系統(tǒng)發(fā)送與接收的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)完全可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式一致性；

總結(jié) 

必須確認(rèn)上位機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)形式，以便于PLC端在接受到上位機(jī)所發(fā)送的數(shù)據(jù)代碼后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，由于各品牌的數(shù)據(jù)格式各不相同，所以在做數(shù)據(jù)處理時(shí)，一定要做到發(fā)送與接收的數(shù)據(jù)的一致性，這樣就避免了不同品牌間因?yàn)閿?shù)據(jù)格式不同而無法實(shí)現(xiàn)相同動作的弊端。