簡述PLC與變頻器通訊

王 威

（廣汽豐田汽車有限公司，廣東廣州 510000）

在工廠自動化發(fā)展的幾十年里，變頻器已成為工業(yè)控制不可或缺的力量，它主要承擔(dān)著電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，為輸送線、滾筒線的速度進(jìn)行合理的控制。由于變頻器體積小，所以它被安裝在控制柜內(nèi)，如要對輸送線的速度進(jìn)行修改，必須要打開控制柜門來對變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)。在控制柜內(nèi)作業(yè)，難免會發(fā)生觸電危險，所以改善變頻器的調(diào)節(jié)方式，是解決安全問題的首要任務(wù)。

1 解決方案

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC 作為當(dāng)今工業(yè)自動化控制的核心，安裝方便且運(yùn)行速度快。觸摸屏通常也稱之為人機(jī)界面簡稱HMI 是一種可視化的圖形界面編程工具，PLC 和觸摸屏等對現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)起到了重要的作用，革命性解決了人類勞動強(qiáng)度以及控制精度的問題。利用PLC 與變頻器之前建立通訊，在用觸摸屏與PLC 連接，用觸摸屏上對變頻的頻率進(jìn)行修改，可以消除人為進(jìn)入控制柜修改頻率而帶來的安全風(fēng)險。

2 設(shè)計方案

本次以三菱FX-3U PLC、三菱E700變頻器為例，采用三菱GS 觸摸屏對變頻器的參數(shù)進(jìn)行修改，以實現(xiàn)對變頻器的遠(yuǎn)程控制。三菱FX-3U PLC 為第三代小型PLC，不但輕巧高品質(zhì)，還有多達(dá)209種功能指令，且系統(tǒng)構(gòu)成更大。三菱E700變頻器具有先進(jìn)磁通矢量控制模式與自學(xué)習(xí)功能，在電動機(jī)調(diào)速方面有巨大的優(yōu)勢，三菱GS 觸摸屏具有經(jīng)濟(jì)實惠，且功能齊全，

3 設(shè)計方法

首先要對PLC 與變頻器建立通訊，三菱E700具有獨立的PU 端口，所以可以直接通過網(wǎng)線的水晶頭來做通訊連接，而三菱FX-3U PLC 需要外接一個FX2N485-BD 通訊板才能與變頻器的PU 端口做連接如圖1所示，變頻器PU 接口排線如圖2所示。

圖1 端口連接圖

圖2 三菱E700 PU接口排線圖

PLC 與變頻器按要求連接好后，可對PLC 程序進(jìn)行設(shè)計，要先設(shè)置變頻器與PLC 的通訊格式，三菱PLC 與三菱變頻器的通訊格式為HC096，它是由三菱變頻器通訊參數(shù)（表1）與PLC 通訊格式字（表2）共同設(shè)置。

表1 三菱E700通訊參數(shù)

表2 PLC通訊格式字各位號解析

三菱E700 變頻器的通訊參數(shù)設(shè)置為：117=1、118=192、119=10、120=2、121=9999、122=9999、123=9999、124=0、340=1。

HC096 設(shè)置由PLC 的通訊格式字設(shè)定，b15-b0一共有16 位，將這16 位分成4 組，每組4 個。如：b15-b12、b11-b8、b8-b5、b3-b0。數(shù)據(jù)長度b0=1為7位與停止位b3=0為1位，共同組成8位；b2b3=（11）偶校驗（對應(yīng)E700、B700 的120=2，對應(yīng)A700 變頻器的334=2），b3=0，由于變頻器的波特率選擇了192，對應(yīng)E700 為118，A700 為332，所以b4、b5、b6、b7為1001。下一組b8與b9設(shè)置為無，b10、b11選擇調(diào)制模式（RS-232C）（RS-485）所以b8、b9、b10、b11，為0011，下一組b12、b13、b14、b15 設(shè)置為0000。

D8120為PLC 的通許格式字 將所設(shè)置好的通訊格式H0C96通過傳送指令傳送到D8120中去。（MOV H0C96 D8120）

4 PLC程序指令介紹

（1）串行通訊傳送指令RS

解讀：當(dāng)驅(qū)動條件成立時，告訴PLC 以S 為首址的m 個數(shù)據(jù)等待發(fā)送，并準(zhǔn)備接受最多n 個數(shù)據(jù)，存在以D 為首址的存儲器中。

（2）校驗碼指令CCD

解讀：將以S 為首址的存儲器中的n 個數(shù)據(jù)進(jìn)行求和校驗，和存在D 位，列偶校驗碼存在D+1位。

（3）ASCI 指令

解讀：將存儲在以S 為首地址的寄存器的十六進(jìn)制字符，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)ASCII 碼存放在以D 為首地址的寄存器中，n 為轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制字符個數(shù)。

（4）HEX 指令

解讀：把存儲在以S 為首地址的寄存器中的ASCII 碼轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制字符，存放在以D 為首地址的寄存器中，n 為轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制字符。

編程所需的特殊輔助繼電器介紹

M8000：RUN 運(yùn)行，PLC 運(yùn)行中接通，可作為驅(qū)動程序的輸入條件或作為PLC 運(yùn)行狀態(tài)顯示。

M8002：初始脈沖，在PLC 接通瞬間，接通一個掃描周期，用于程序的初始化或SFC（步進(jìn)指令）的初始狀態(tài)激活。

D8120：通訊處理格式字存儲器。1.通信前必須先將通訊格式字寫入到該存儲器，否則不能通信；2.通信格式字寫入后，應(yīng)將PLC 斷電再上電，這樣通信設(shè)置才有效；3.在RS 指令驅(qū)動時，不能改變D8120的設(shè)定。

M8161：1.M8161=ON，處理低8位數(shù)據(jù)；M8161=OFF，處理16位數(shù)據(jù)。2.M8161為RS、ASCI、HEX、CCD 指令通用，即這4個指令處理數(shù)據(jù)位數(shù)相同。3.如果處理低8 位數(shù)據(jù)，必須在使用RS 等指令前，先對M8161置ON。

M8122：數(shù)據(jù)發(fā)送標(biāo)志繼電器；M8122=ON；數(shù)據(jù)發(fā)送。1.在RS 指令驅(qū)動時，為發(fā)送等待狀態(tài)；僅當(dāng)M8122=ON 時數(shù)據(jù)開始發(fā)送。2.發(fā)送完畢后M8122自動復(fù)位。

M8123：數(shù)據(jù)接收標(biāo)志繼電器。1.數(shù)據(jù)完畢后，PLC 接收回傳數(shù)據(jù)，回傳數(shù)據(jù)接收完畢后M8123自動轉(zhuǎn)為ON，但不能自動復(fù)位。2.M8123自動轉(zhuǎn)為ON期間，應(yīng)先將回傳數(shù)據(jù)傳至其他存儲器地址后，再對M8123復(fù)位，再次轉(zhuǎn)為回傳數(shù)據(jù)接收等待狀態(tài)。

M8011：內(nèi)部10 ms 時鐘脈沖繼電器，當(dāng)PLC 上電后（不管運(yùn)行與否），自動產(chǎn)生周期為10 ms 的時鐘脈沖。

M8012：內(nèi)部100 ms 時鐘脈沖繼電器，當(dāng)PLC上電后（不管運(yùn)行與否），自動產(chǎn)生周期為100 ms 的時鐘脈沖。

M8013：內(nèi)部1 s 時鐘脈沖繼電器，當(dāng)PLC 上電后（不管運(yùn)行與否），自動產(chǎn)生周期為1 s 的時鐘脈沖。

M8014：內(nèi)部10 min 時鐘脈沖繼電器，當(dāng)PLC上電后（不管運(yùn)行與否），自動產(chǎn)生周期為10 min 的時鐘脈沖。

5 程序設(shè)計

如圖3所示。

圖3 程序設(shè)計圖

6 觸摸屏畫面設(shè)計

如圖4所示：

圖4 觸摸屏畫面設(shè)計圖

7 結(jié)束語

通過用PLC 與變頻器通訊通過在觸摸屏上修改變頻器頻率，很好的解決了在控制柜內(nèi)改變頻器參數(shù)帶來的安全問題，實現(xiàn)了變頻器遠(yuǎn)程控制的可能，提高設(shè)備的安全等級。