590+的通信控制-Modbus

1、Euro590+ 直流調(diào)速器通訊控制 - Modbus 總線控制、 590+Modbus 通訊控制概述目前在塑料機(jī)械、電工機(jī)械的設(shè)備控制系統(tǒng)中，普遍使用英國 EUROTHERM 公司-歐陸590+直流驅(qū)動(dòng)器作為直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，該直流驅(qū)動(dòng)器具有較高的性能價(jià) 格比，常規(guī)的控制方式通常采用可編程序控制器和可編程序控制器的A/D 、D/A、I/O模塊對590+直流驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制，當(dāng)590+直流驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量較多時(shí)，需要增加 大量的互聯(lián)線和PLC模塊，既增加成本，也增加接線的工作量。隨著通訊技術(shù)應(yīng)用 越來越廣泛， 590+ 直流驅(qū)動(dòng)器也內(nèi)置 3種基于 RS422-485 方式的通訊協(xié)議： ASCII/Bi

2、nary/Modbus 。與傳統(tǒng)的控制方式相比較，通訊控制有以下幾個(gè)方面主要 優(yōu)點(diǎn)：1、使590+ 直流驅(qū)動(dòng)器的控制線路簡單化由于大多數(shù)工業(yè)總線的物理層均為 RS422-485 連接方式，這樣可編程序控制器 PLC至590+直流驅(qū)動(dòng)器的控制線路可采用最簡單的屏蔽雙絞線連接方法，與傳統(tǒng) 的端子控制模式相比較，不僅可以節(jié)省聯(lián)接線纜的費(fèi)用，同時(shí)也可以最大限度地 避免人工接線過程中出現(xiàn)的失誤。2、590+ 直流驅(qū)動(dòng)器與可編程序控制器 -PLC 之間直接進(jìn)行數(shù)字交換 由于可編程序控制器和 590+直流驅(qū)動(dòng)器均為數(shù)字控制器，采用通訊控制方式可以實(shí)現(xiàn)兩者之間的直接數(shù)字交換，與傳統(tǒng)的 I/O控制方式相比較，不

3、僅可以節(jié)約 可編程序控制器A/D、D/A、數(shù)字量I/O模塊的費(fèi)用，同時(shí)，控制精度也能夠得到最 大限度的提高。例如，對 590+直流驅(qū)動(dòng)器采用傳統(tǒng)的模擬量控制和反饋時(shí)，其靜態(tài)控制精度 為0.1%；如采用通訊控制和數(shù)字反饋時(shí)，其靜態(tài)控制精度可達(dá)到0.01% 。（來自Euro590+ 用戶手冊）3、多臺 590+ 直流驅(qū)動(dòng)器的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控 隨著設(shè)備的自動(dòng)化要求的不斷提高， 遠(yuǎn)程集中監(jiān)視、 控制已經(jīng)成為控制系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。采用傳統(tǒng)的I/O控制方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而采用通訊控制方式則 可輕易實(shí)現(xiàn)。采用通訊控制方案，可以通過可編程序控制器對多臺遠(yuǎn)程 590+直流驅(qū)動(dòng)器實(shí) 現(xiàn)控制：590+直流驅(qū)動(dòng)器參數(shù)

4、的設(shè)置和調(diào)整590+ 直流驅(qū)動(dòng)器實(shí)際運(yùn)行值的監(jiān)視和控制590+ 直流驅(qū)動(dòng)器的故障診斷和管理4、590+直流驅(qū)動(dòng)器通訊控制模式可以簡單地分為低速和高速兩大類。低速通訊是指采用標(biāo)準(zhǔn)的串行連接方式，其數(shù)據(jù)傳輸率最大為 19.2Kbit/s ，針 對590+直流驅(qū)動(dòng)器而言，支持標(biāo)準(zhǔn)串行通訊的協(xié)議有 Modbus、ASCII字符/Binary。高速通訊是指采用數(shù)據(jù)傳輸率較高的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，對于 590+直流驅(qū)動(dòng)器可采用 如 Ethernet、Modbus Plus、CAN Open、Profibus-DP、Lonworks、DeviceNet 等方式。低速通訊和高速通訊的選擇一般應(yīng)綜合以下幾方面因素：從站的

5、數(shù)目交換數(shù)據(jù)的數(shù)量響應(yīng)時(shí)間通訊距離價(jià)格等低速串行總線一般僅包含網(wǎng)絡(luò)概念的 OSI(Open System Interconnection) 模型 中的協(xié)議層以下的信息，用戶在對驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行通訊控制時(shí)需要編寫相應(yīng)的通訊程 序，同時(shí)由于傳輸速率較低，在響應(yīng)時(shí)間要求較高的場合有一定的局限性。但串 行總線一般是可編程序控制器和調(diào)速控制器的基本配置，無需增加額外成本，在 價(jià)格上有明顯的優(yōu)勢。高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般均包含了 OSI模型中的最高層-應(yīng)用層，即在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中預(yù) 先設(shè)定了某些必要信息，這些信息將由網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行交換，同時(shí)將交換后的 數(shù)據(jù)映像在可編程序控制器的相應(yīng)內(nèi)存中，也就是說，在采用高速工業(yè)總線對調(diào)

6、速控制器進(jìn)行控制時(shí)，用戶無需編寫通訊程序，只需對相應(yīng)內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作， 即可實(shí)現(xiàn)對調(diào)速控制器的高速通訊控制。但高速工業(yè)網(wǎng)絡(luò)需要專用的通訊網(wǎng)卡及 附件 (線纜、接頭等 )，成本較高。本文介紹采用 Modbus 通訊協(xié)議的通訊控制技術(shù)，這種通訊方式比采用標(biāo)準(zhǔn) ASCII 方式編程更簡單、通訊更加可靠。下面以 590+直流驅(qū)動(dòng)器 Modbus 總線通訊控制為例，簡單介紹了 ModiconTSX Micro PLC 的編程方法。二、 590+ 直流驅(qū)動(dòng)器的通訊控制參數(shù)的設(shè)置和 Modbus 總線的聯(lián)接1、 菜單MMI Menu Map-類型選擇TEC OPTION-類型TEC OPTION TYPE

7、: RS485，類型選擇 TEC OPTION- 協(xié)議 PROTOOL : MODBUS RTU2、類型選擇 TEC OPTION- 波特率 BAUD RATE 、組號 GROUP ID 、 地址號 UNIT ID 等需根據(jù) PLC 和設(shè)備的要求選擇。3、Modbus 協(xié)議、 590+直流驅(qū)動(dòng)器接 口MODBUS 協(xié)議是美國Modicon公司發(fā)明的一種基于設(shè)備之間通訊的協(xié)議。 MODBUS協(xié)議將通信參與者規(guī)定為“主站” （MASTER）和“從站” （SLAVE），主 站可向從站發(fā)送通信請求，每個(gè)從站都有自己的地址編號，數(shù)量最多可達(dá)247個(gè)。 它通過多達(dá)24種的總線命令實(shí)現(xiàn)主站和從站之間的信息交

8、換，具有簡單、高效、 可靠、和容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。從功能上看，它可以認(rèn)為是一種現(xiàn)場總線，不同廠商 生產(chǎn)的設(shè)備控制器通過Modbus協(xié)議方式可以相互連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng) 的集中監(jiān)控，因而得到了廣泛的應(yīng)用。應(yīng)眾多設(shè)備制造商的要求，Modicon公司將該協(xié)議完全公開，成為了“事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”。MODBUS 協(xié)議有 ASCII和RTU （遠(yuǎn)程終端單元）兩種傳輸方式，在 ASCII 方式中，消息中的每個(gè)8Bit字節(jié)需2個(gè)ASCII字符，其優(yōu)點(diǎn)是允許字符的傳輸間 隔達(dá)到1秒而不產(chǎn)生錯(cuò)誤；在 RTU方式，每個(gè)8Bit字節(jié)包含兩個(gè)4Bit的十六進(jìn) 制字符，其優(yōu)點(diǎn)是，在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送

9、更多的數(shù)據(jù)，但每個(gè)消息必須以連續(xù)的流傳輸，約95%的Modbus總線采用RTU方式。590+直流驅(qū)動(dòng)器采用Mobus RTU傳輸方式。Modbus協(xié)議是一個(gè)完全開放的主從式異步 串行通訊協(xié)議，主站和從站之間允許多點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)主站對一個(gè)或多個(gè)從站的通 訊。主站對從站的訪問方式有兩種：查詢方式：主站對一個(gè)從站進(jìn)行對話并等待其應(yīng)答廣播方式：主站對所有從站進(jìn)行對話（不等待應(yīng)答）在Modbus協(xié)議中，主站在信息交換中是主動(dòng)的，即只有主站唯一對數(shù)據(jù)的 交換進(jìn)行管理，從站只能在主站要求其應(yīng)答時(shí)發(fā)送信息，從而避免了信息的沖突；同時(shí)，數(shù)據(jù)交換采用嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法 （如CRC - Cyclical Redundan

10、cy Check ，循 環(huán)冗余檢驗(yàn)），以保證數(shù)據(jù)交換的正確性。例如，主站發(fā)送完訪問指令后，在設(shè)定 時(shí)間（Time-out）內(nèi)等待從站的應(yīng)答，并對回應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，如正確無誤，則 發(fā)送下一條指令。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)（如檢驗(yàn)不正確或從站無應(yīng)答），主站將按設(shè)定的 重試次數(shù)重新發(fā)出指令，如果錯(cuò)誤仍然存在，主站將報(bào)告相應(yīng)的錯(cuò)誤信息。590+直流驅(qū)動(dòng)器采用MODBUS方式與可編程序控制器可以方便的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn) 通信。采用帶有1201特性阻抗的屏蔽雙絞線，確認(rèn)在通訊電纜的兩邊都有終端匹 配電阻（1200,并將屏蔽小心接地。從站數(shù)限制為 32個(gè)以下。Modbus協(xié)議 規(guī)定每個(gè)消息不超過256個(gè)字節(jié)。可編程序控制器PL

11、C與590+直流驅(qū)動(dòng)器連接見下圖CONVERTER(slave)590+CONVERTER(slave)last converter in chatn590+TRANSMITRECEIVEHIHI2H3H4H5H8TXBTXAOVSCRRXBRXAH1H2H3H4H5H6TXBTXAavSCRRXBRXAKIECEVETRAMSMI-網(wǎng)絡(luò)末端的590+直流驅(qū)動(dòng)器的DIP選擇開關(guān)-1 : OFF、2 : ON 其它的590+直流驅(qū)動(dòng)器的DIP選擇開關(guān)-1、2: OFF三、590+直流控制器通訊控制PLC編程舉例施耐德電氣公司的Modicon TSX Micro PLC 是一種面向機(jī)器的中小型 P

12、LC，本 機(jī)最大可達(dá)256 I/O點(diǎn)，具備強(qiáng)大的內(nèi)存擴(kuò)展和通訊擴(kuò)展功能；其編程軟件PL7PRO4.2與中型PLC Premium兼容，不僅編程簡單方便，同時(shí)具有中型 PLC的強(qiáng)大 功能(如豐富的庫函數(shù)和算術(shù)表達(dá)式編程等)。在Micro PLC上實(shí)現(xiàn)Modbus主站有兩種方式：1、通過編程軟件直接將編程端口 (Channel 0)設(shè)置為Modbus Master的通訊方 式。2、在通訊擴(kuò)展插槽(Channel 1)內(nèi)插入TSXSCP114 - RS485 PCMCIA 多協(xié)議通訊卡，通過編程軟件將該通訊卡設(shè)置為Modbus Master方式。注意：使用TSXSCP114 - RS485 PCMC

13、IA 多協(xié)議通訊卡最多聯(lián)接8個(gè)從站。注意，采用第一種方式時(shí)，通訊口為非隔離的，當(dāng)傳輸距離大于10米時(shí)應(yīng)采用總線隔離器(如：TSXPACC01)。此外，Modbus通訊參數(shù)必須與變頻器一致。在PLC的軟件編程中，通過庫函數(shù)中的通訊指令即可簡單地實(shí)現(xiàn)對590+直流控制器的內(nèi)部通訊變量的訪問：例如，以 Tag方式 Speed Feedback-Tag 63，寫 Ramp Input-Tag 5 :通訊啟停讀變量：將 590+ 直流控制器 Tag63 中的數(shù)據(jù)讀入 PLC 內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū) %MW10 中， %MW100:4 為4個(gè)字的通訊管理參數(shù)， %MW100:X0 為通訊啟停標(biāo)志位寫變量：將PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)MW20中的數(shù)據(jù)寫入590+直流控制器Tag5中 其中：m -模塊號（對Micro PLC為0）v - 通道號 （編程端口為 0，通訊擴(kuò)展口為 1）i - 從站地址 （變頻器設(shè)置的 M