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PLC与变频器的RS-485串行控制应用

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PLC与变频器的RS-485串行控制应用 _l PLC专栏 ·SPECIAL COLUMN ON PLC 啊⋯ 34 PLC与变频器的RS一485 串行控制应用 周 宇 武汉船舶职业技术学院 机械工程系,武汉 430050 0 引言 随着工业现场控制技术的不断发展 ,通过变 频器实现电动机的变频调速已经成为电机调速的 主要方式。目前许多变频器都附带了串行通讯 功能,这样由变频器与上位控制器组成的串行通 讯控制系统比传统的端子接线控制方式有了更强 的抗干扰能力、更高的传输速率,并且可以很方 便的实现一台上位控制...

PLC与变频器的RS-485串行控制应用
_l PLC专栏 ·SPECIAL COLUMN ON PLC 啊⋯ 34 PLC与变频器的RS一485 串行控制应用 周 宇 武汉船舶职业技术学院 机械工程系,武汉 430050 0 引言 随着工业现场控制技术的不断发展 ,通过变 频器实现电动机的变频调速已经成为电机调速的 主要方式。目前许多变频器都附带了串行通讯 功能,这样由变频器与上位控制器组成的串行通 讯控制系统比传统的端子接线控制方式有了更强 的抗干扰能力、更高的传输速率,并且可以很方 便的实现一台上位控制器对多台变频器参数的控 制。工业上与变频器进行串行通讯的上位机主要 有两种: 一 种是采用工控机与变频器通讯,工控机的 操作比较灵活,支持各种高级语言,但是由于价 格高昂又不利于机电工程师编程且硬件使用上存 在的各种缺陷,使得此种方式较少使用到可靠性 要求较高的控制系统中。 另一种是采用可编程控制器 (PLC)的串行 通讯 El与变频器通讯 ,由于PLC的高可靠性和新 型人机界面 (HMI)——触摸屏技术的普及,用 HMl+PLC对变频器进行穿行通讯控制方式的应用 越来越广泛,本文主要介绍OMRON公司的CPIH 型PLC对三菱公司FR—E540变频器的串行总线通 讯控制。 1 控制系统组成和通讯参数的设置 RS一485串行通讯是一种典型的无 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 通信, 即不使用固定协议,不经过数据转换,通过通信 端口输入输出指令,发送和接受数据。本文所采 用的CP1H型PLC有两个RS一485通信端子,使用 前需要预置使用的串口,由PLC通讯控制的变频 宦 升扎电一一.体佑筱 z .01 INTERNATIONAL MECHATRONICS TECHNOLOGY 器,最多可达~iJ32台,在进行RS一485通讯前,先 要进行正确的硬件连接和参数设置,接线如图l。 PLC 刀 ∞ Oo c九 通 讯 ∽ 刀刃∽∽ o 0口9 0 叩 > > 叩 I c,)刀 刃 (,)c,) 一1 0 r口0 0 I 叩> ∞ 变频i 变频IV 终端 阻抗 图1 PLC与变频器的接线图 PLC对多台变频器进行通讯时,要在最末端 的变频器处设置一终端阻抗,阻值为100 Q,并且 ~:BPLC的工作设定用拨码开关引脚1置为ON, 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示有终端电阻存在。现以采用CP1H的串行El 1对 一 号变频器通讯为例来说明各参数的设置。 选择CP]H的串口l进行RS一485通讯,首先需 要在串口上外接RS一485通讯选件板,推荐型号为 CPlW-ClF1 1。同时将拨码开关SW4置OFF,表 示串口1通讯可用。 为了使PLC和变频器能够进行正确的RS-485 通讯,必须设置相互认可的参数,使得通讯的数 据帧一致。FR—E540变频器的通讯参数可以通过 面板设置,变频器设置参数如表1所示。 CP1H的通讯参数设置比较独特,省去了对 专用通讯寄存器的设置,直接通过OMRON软 件CX-Programmer,按照步骤[PLC设定卜 【串El 1】一[通信设置】进行PLC通讯参数的设置,需要注 意PLC中的各参数要与变频器参数设置一致,否 则将出现通讯故障。在CX—Programmer~进行串 13~参数设置的具体情况,如图2所示。 . B f=iDG S S S www.plcworld.cn 表1 变频器串行通讯参数设置 参数 名称 设定值 说明 117 站号 O~3l 变频器站号 48 4aoo~特 n8 通讯速率 96 9600漶祷 一 192 19200~特 O 停止位长l位 一 停止位长/ 8位 l 停止位长2位 119 字节长 10 停止位长l位 7位 ll 停止位长2位 O 无 120 奇偶校验 l 奇校验 |l 奄7琵 2 偶校验 一 设定数据接受 O~lO 错误后允许的 通讯再试 一 再试次数 121 次数 通讯错误时,电 9999 机滑行到停止 0 不通讯 通讯校验 通讯校验时间 l2 时间间隔 0.1~95I9.8 间隔 9999 通讯校验中止 数据传输到变 一 o ~ 150 一 等待时间 频器的响应时间 123。 设定 }99 用通讯数据设定 0 琵 CR.LF有/ l24 无选择 l 有 cR,无LF 2 有 CR/ 图2 PLC串口参数设置 2 PLC~I:]变频器的通讯程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 2.1变频器数据设计 PLC对变频器的通讯可分为5个阶段: (1) PLC通讯请求发送到变频器; (2)变频器数据处 理; (3)从变频器返回数据给PLC; (4)PLC 处理返回数据; (5)PLC再次返回应答。十六进 制数据在PLC与变频器之间使用的是ASC II码传 输。在完成不同的指令功能时通讯格式是不一样 的,常用的指令有HED(运行频率写入)H6F(输 出频率)HFA(运行)指令。例如将频率50HZ输 入到一号变频器,其数据帧格式如表2: 表2 数据帧格式 控 簪 定 制 从机 指令 待 i鏊尊 数据 校验 义 代 站号 代码 时 总和 码 溯 — 拍 薯 冷 O E D l l l3 8 8 虢 H 拄 H 珏 H H H H H h h $ 一 O 3 3 4 3 3 3 3 4 4 C 曩 浯 0 l 5 4 l l B 8 5 6 Ⅱ ⋯ |l 上表 中,ENQ表示通讯请求,01是一号变 频器站号地址,ED为运行频率写入,等待时间 1MS,1388表示变频器运行频率50HZ.将指令转 换为ASC ll代码得到 “H05H30H31H45H44H3lH 31H33H38H38”。数据帧最后一个字节八位,是 总和校验码,其数值是由被校验的ASC Il数据的 总和的最低一个字节 (8位)表示的2个ASC Il数 字。如上例,H30+H31+H45+H44+H3l+H31+H3 3+H38+H38=1EF,取结果的低8位EF转化位ASC lI 数据得到H45H46。综上所述,按照变频器通讯协 议,将50HZ频率写入一号变频器,需要由PLC输 出的ASC ll代码为: “H05H30H31H45H44H31H 3 1 H33H38H38H45H46” 。 2.2 PLC的通讯命令 PLC用于串行通讯的命令主要有串行发送指 令TXD和串行接受指令,其梯形图如图3: 图3 PLC串行通讯指令 参数 “S”为发送信息的首地址, “D”为接受 信息的首地址, “C”为控制字,主要为发送或 接收字节的顺序以及通讯端口的选择。 “N”为 发送接收信息的字节数,一个字所存放的ASC lI 字符为两个字节,所以每次发送接收的信息为 35 WWW rA¨FTA n R N 一一 一 一 一 一 www.plcworld.cn ■I PLC专栏 ·SPECIAL COLUMN ON PLC _- o . — --1 36 “S(D)~S(D)+(N--2)-1”重的内容。例如:一次 图4 PLC梯形图程序 发送TXD (一)的指令 参数为:S=DM0000, C=#01oo,N=#0016,则 此次发送的任务是把从 DM0000开始的l6字节的 内容以高字节在前,低 字节在后的顺序从端13 1 发送出去。将50HZ的频 率由CP1H的串行端口1 发送给一号变频器的完 整梯形图如图4所示。 梯形图中的A392.13 为串口1通讯发送可行 标志,当发送可行时为 ON.以上程序是将频率 写入变频器,但是电动 机 还不能够运转 ,需 要向变频器发送HFA指 令,该指令可控制电机 正,反转和停止,具体 的指令写法和编程思想 与上述过程类似,在此 不详细说明。 3 结语 通过上述方式编写的PLC与变频器串行通讯 控制程序,在高速磁耦合试验台控制系统中得到 了应用。实践证明,可以利用串行通讯控制技术 得到电机的任意需要转速,而且只使用一根屏蔽 双绞线,就能控制多台变频器,简化 了现场接 线,极大的提高了抗电磁干扰能力。该项技术应 用前景十分广泛。口 参考文献 [1] 三菱变频调速器FR-E500使用手册[Z】 [2] OMRON SYSMAC CP系列 CP1H CPU单元编 程手册[Z】. [3] 徐世许.可编程序控制器原理 ·应用 ·网络【M]. 合肥:中国科学技术大学出版社,2002 [4】 张志明.基于RS一485的变频器与plc的通讯技术的 研究 [M】.数控加工技术,2005 【5】 孟祥霓.PLC与变频器的串行通讯设计[M】.信息技 术,2005 [6】 刘万里,殷华文,李壮举.通过串行通讯实现PLC对 变频器的控制【M】.现代电子技术.2001 文章编号:100t05 —_ ,’ _ _。 ’ ‘ 。。 ’ 一 泼 鞋撬信 “冀襄缩器+评语 褥 至{翱曲3984∞ 增 i蓐霉憾魅耐l此变齄 薏露 | 一 ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ ∽ c,’∽ ∽ ∽ ∽ 【上接第33页】 图3 (b)子程厚 PLC输入接点的关系,使之与定时器的时间常数相 对应。其次,本参考程序在PLC由STOP状态进入 RUN状态时读入外部数据,故只能在STOP状态修 改BCD拨盘数据。若需在程序运行其问更改数据 时,只要将子程序调用条件稍加改动即可。 圈两 札电.一-俸佑筱术 z㈣Ol INTFRNATIONAL MECHATRONICS TECHNOL0GY 3 结束语 随着PLC技术在现代工业中的广泛应用,利 用外部装置输入、修改控制数据的应用场合越 来越多,PLC应用技术和技巧应迅速普及,不 断提高工业控制技术水平,提高劳动生产率, 提高国民的生活水平和综合国力。口 参考文献 [1】 SIEMENS公司的$7-200用户指南.北京.2002. [2】 郑晟,张学等主编.现代可编程序控制器原理及应 用.北京:科学出版社,1999. [3】 田瑞庭 .可编程序控制器应用技术.北京:机械工业 出版社 ,l994. 媾瘟 I 舛一般 。 。 www.plcworld.cn
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