臺達變頻器和PLC通訊功能的實現(xiàn)方法

1、臺達變頻器和PLC通訊功能的實現(xiàn)方法plc和變頻器是自動化設(shè)備上最常見的部件。其最初的控制型式大多是用plc的i/o點和模擬量模塊直接控制變頻器的啟停和實現(xiàn)調(diào)速，但這種控制方式有兩大弊端，最大的弊端是占用plc的i/o點和需要增加昂貴的模擬量模塊，造成控制成本的增加。當被控制的變頻器數(shù)量較多時，此弊端更是明顯。第二個弊端是模擬量控制容易受干擾，傳輸距離也容易受限制。近幾年來自動化產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，性能不斷提升，功能日益強大。在小型plc方面這個變化更加明顯，現(xiàn)在的小型plc不僅執(zhí)行速度大大提高，指令功能日益豐富，更重要的是大都支持多種通訊協(xié)議，并提供了更多的通訊接口。同時大多的變頻器也具有了r

2、s485接口，也能支持多種通訊協(xié)議，最常見的就是modbus協(xié)議。這種技術(shù)的進步為plc和變頻器通訊的實現(xiàn)，提供了軟件上的協(xié)議和硬件上的物理接口，從而為低成本高性能的通訊控制的實現(xiàn)打下了良好的基礎(chǔ)。2通訊相關(guān)的基礎(chǔ)知識通訊協(xié)議communicationsprotocol通信協(xié)議是指通信雙方的一種約定。這個約定包括對數(shù)據(jù)格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守。因此，也叫做通信控制規(guī)程，或稱傳輸控制規(guī)程。通過此協(xié)議，各種控制器之間（比modbus協(xié)議是工業(yè)控制器中使用較普遍的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。如plc、變頻器、伺服驅(qū)動器、各種智能儀表）、

3、控制器通過其它網(wǎng)絡(luò)（比如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間都可以通信交換信息。該協(xié)議定義了一個控制器可以識別的信息架構(gòu)，從而使不同廠商生產(chǎn)的支持此協(xié)議的各種工控產(chǎn)品可以連接到一個網(wǎng)絡(luò)上進行集中控制和信息交換。rs485接口的特點rs485接口是在大家熟知的rs232接口的基礎(chǔ)上推出的性能更優(yōu)的一種串口。由于rs485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站功能等優(yōu)點，它成為應(yīng)用越來越廣泛的串行接口。此外，rs485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)一般只需二根屏蔽雙絞電線，這為長距離的通訊線路節(jié)省了很多配線，降低了系統(tǒng)的成本。3臺達plc和變頻器通訊功能的特點臺達的dvp系列plc都具有兩個通訊口，coml是rs

4、232,com2是rs485,支持modbusascii/rtu通訊格式，通訊速率最高可達115200bps,兩通訊可以同時使用。所以無需用任何擴展模塊就可以實現(xiàn)既可連接用于參數(shù)設(shè)置的人機界面又可用通訊的方式控制變頻器等其它設(shè)備。并且dvp系列plc提供了針對modbusascii/rtu模式的專用通訊指令，這樣在編寫通訊程序時就可以大大簡化，無需像用串行數(shù)據(jù)傳送指令rs那樣要進行復(fù)雜的校驗碼計算和遵循復(fù)雜的指令格式。臺達的vfd系列變頻器內(nèi)建有單獨的rs485串聯(lián)通訊界面，并且也遵循modbusascii/rtu通訊格式（vfd-a系列除外）?；c以上特點，臺達的plc和變頻器之間可以有三種

5、方式的通訊控制。一是用串行通訊rs指令，但這種通訊方式要遵守特定的指令格式和進行復(fù)雜的校驗計算，比較繁雜，本文不作說明。二是利用dvp系列plc提供的modbus專用通訊指令實現(xiàn)，這個功能適用于全系列的dvp系列plc。三是利用dvp系列plc的easyplclink功能來實現(xiàn)，這個功能適用除es/ex/ss外的其它系列plc。本文就講述以后兩種方式的通訊功能的實現(xiàn)。4實現(xiàn)plc和變頻器通訊時的準備工作plc相關(guān)通訊口通訊格式的設(shè)置方法臺達dvp系列plc的每一個通訊都對應(yīng)有相關(guān)的特殊寄存器d和特殊繼電器m,以進行通訊相關(guān)的參數(shù)設(shè)置和信息的傳送。本文中要使用的com2對應(yīng)的主要特d特m及其意義

6、見表1。表1特殊寄存器和特殊繼電器的意義乂11加|電軾球鼻輯事故端后在局即申設(shè)此位MH21|*F射為FLCR57/通誦BS襦意比串乂口門僖求蕾器姑丹曲襄向星赤設(shè)比世看0X.奧氏3啜魚動鼻上佟3T工II門立汜勢破宣卑/,可門需片借產(chǎn)均黃蓬塘城皚臉情.忙理鬟JU嚏甚具/乂11:復(fù)信近省收中墻承乂119VH40也季里骷酎PLU也生的珞號t墉用/憐5KW工工科門？忙1石川17里：1，八#號號MH41HOUR。XXXJWRMOW"敷場植令rtHil%母Ml"】CLST.U<J-：1WFVHf.OXS-tRlJI*L工116HB付愧七口M太i»*61為$也，Qff力漳餐

7、表1中的d1120是16位的寄存器，通過程序設(shè)置此寄存器的數(shù)值，以便使plc的通訊協(xié)議與待通訊的從機協(xié)議一致。d1120中各數(shù)據(jù)位代表的意義如表2所示，使用delta的專用modbus通訊指令時d1120高8位的數(shù)據(jù)可以不設(shè)置，可以看作全為0。比如我們要用的通訊格式為：7位數(shù)據(jù)長、偶數(shù)、1位停止位（亦即常說的協(xié)議為：7e1）,通訊速率為9600,則通過此圖表我們可以知道d1120中的數(shù)據(jù)為：0000000010000110,即d1120=h86。這樣在編通訊程序時把h86寫入d1120,然后setm1120,就設(shè)定好了plccom2口的通訊協(xié)議。表2d1120中各數(shù)據(jù)位代表4bJ酎空bidMH

8、*bit，(H1>nowIK;卜b60019.b?制制IS«KIMIMimii2400D)HL1000(W)MN_iT崢WEurnISEHEP則工好立料卜UMiHOII加ICEHEPitzWn"叟*n&ii府，EH.北卜11進行通訊時變頻器需要設(shè)定的相關(guān)參數(shù)及需要使用的通迅地址變頻器需要設(shè)定的參數(shù)及說明見圖表3。如果進行變頻器的通訊控制時必需設(shè)定這些參數(shù),并且設(shè)定值要和plc的d1120值設(shè)置一致。表3變頻器需設(shè)置參數(shù)表當plc對變頻器通訊進行數(shù)據(jù)的寫入和讀出時，就需要知道變頻器所定義的相關(guān)功能的地址。然后依據(jù)這些地址進行數(shù)據(jù)寫入和讀出，才能實現(xiàn)對變頻器的控制

9、和得到變頻器的當前信息。vfd-m系列變頻器定義的本通訊實例中需用到的字址及其意義如表4所示。根據(jù)此表可以知道，當需要變頻器以20hz正向運轉(zhuǎn)時，就只需在變頻器通訊相關(guān)的參數(shù)字址2000h寫入:0000000000010010,即十六進制的h12或十進制的k18;在2001h中寫入k2000。表4變頻器的通訊參數(shù)字址定義plc和變頻器間的通信線的連接變頻器通訊接口各腳分布及定義如圖1所示。當與plc進彳Trs485通訊時，僅需使用編號為3和4的腳，其中3腳和plc的rs485接口的一相連，4腳與rs485口的+相連即可。變頻器接口為rj11接口，和常用的電話機的接口是相同的，而plc端是普通接

10、線端子埠，因此通訊線的制作非常簡單，無需用專用接口焊接通訊線。筆者曾用從電話機上拆下的一段電話線實現(xiàn)了plc與變頻器間的通訊。咚r八二一、；"一GNDSG6通訊使用圖1變頻器rs-485接口各腳定義5用modrw指令實現(xiàn)plc對變頻器的通訊控制modrw指令是dvp系列plc提供的modbus數(shù)據(jù)讀寫指令，此指令適于dvp全系列plc。因此可以利用低端的es主機完成與變頻器的通訊控制，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的最佳性價比配合。本通訊實例就以es系列plc控制vfd-m變頻器，以實現(xiàn)多段速的調(diào)速操作。modrw指令格式為：modrwsis2s3sn。si為聯(lián)機裝置的地址，與變頻器通訊時即為參數(shù)p8

11、8的設(shè)置值。s2為通訊功能碼，此指令支持三個功能碼，即h03（讀取多筆命令卜h06（單筆數(shù)據(jù)寫入命令卜h10（多筆數(shù)據(jù)寫入命令）。s3為欲讀寫的通訊從機的地址。s為欲讀寫的數(shù)據(jù)的存儲地址。n是欲讀寫的數(shù)據(jù)長度，es系列plc當為ascii模式時此值設(shè)定范圍是k1-k8,當為rtu模式日為k1-k16。本通訊實例是利用plc對變頻器進行多段速調(diào)速控制，以實現(xiàn)一個單軸定位操作。其實現(xiàn)過程是這樣的，自動動作開始時，plc以通訊的方式讓變頻器帶動電機高速運轉(zhuǎn)，用plc的高速計數(shù)器接收機械運轉(zhuǎn)的位置信息，然后通過對位置信息的判斷，實現(xiàn)在接近設(shè)定位置時變頻器帶動電機減速運動，直到最后位置到達時停止，以實現(xiàn)

12、定位功能。實現(xiàn)此功能的plc程序主要分三個部分，其一是高速計數(shù)程序及比較輸出，其二是根據(jù)高速計數(shù)器的比較輸出準備待通訊的數(shù)據(jù)，其三就是通訊程序。第一部分不是本文討論范圍，第二部分和第三部分的例子程序見圖2、圖3。圖2待通訊數(shù)據(jù)寫入程序圖3通訊程序6用easyplclink功能實現(xiàn)plc與變頻器的通訊臺達的plclink功能是以modbus通訊協(xié)議為基礎(chǔ)來進行數(shù)據(jù)讀寫，其特點是進行數(shù)據(jù)讀寫時不需要特殊應(yīng)用指令，只需用mov指令進行數(shù)據(jù)交換。eh/eh2/svplc作主站時支持ml353=on,可啟動32臺link功能及超過16筆讀寫功能；sa/sx/sc主機僅支持16臺link功能及16筆讀寫功能。但能控制16臺主機的能力就足以應(yīng)付大多簡單控制系統(tǒng)。用plc實現(xiàn)link功能時同樣需要讓主從設(shè)備的通訊口的通訊格式設(shè)置一致，所設(shè)置的方法同前文所述。進彳tplclink讀寫從站數(shù)據(jù)時，作為主站的plc其它需要設(shè)置的項目如表5所示。表5plclink時需設(shè)置的寄存器Tit1雯姑骷*DH2