PLC可编程控制器与变频器的RS-485通讯分析.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流PLC可编程控制器与变频器的RS-485通讯分析.精品文档.一、前言 在PLC 与变频器的综合应用中，比较传统的应用一般是使用PLC的硬接点输出控制变频器的运行及停止，使用多段速度或D/A输出控制变频器的转速变化，在这种应用方式中，PLC与变频器通过外部接线完成连接，不能进行内部数据的传递；而使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等，配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。以下的所有协议及程序均以三菱FX2N系列PLC可编程控制器和三菱变频器为例说明。 二、计算机（PLC可编程控制器）与变频器的编程协议 1通讯协议 计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的数据通讯执行过程如. 数据通讯协议执行过程分五个步骤进行，具体过程分析如下： 1）从计算机（PLC可编程控制器）发送数据到变频器；数据写入时根据需要，选择使用格式A、A1，数据读出时，使用格式B进行； 2）变频器数据处理时间，即变频器的等待时间；根据变频器参数Pr。123选择， Pr。123=9999，由通讯数据设定其等待时间；Pr。123=0150ms由变频器参数设定其等待时间； 3）从变频器返回数据到计算机（PLC可编程控制器）；变频器检查步骤1）发送的数据有无错误，如果通讯没有错误、接受请求时，将从变频器返回数据格式为C、E、E1；如果通讯有错误、拒绝请求时，则从变频器返回数据格式为D、F； 4）计算机（PLC可编程控制器）处理延时时间； 5）计算机（PLC可编程控制器）根据返回数据应答变频器；当使用格式B后，计算机可检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器，没有发现错误使用格式G，发现错误使用格式H。 2数据格式类型 使用十六进制，数据在计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的自动使用ASCII码传输。 1）从计算机（PLC可编程控制器）到变频器的通讯请求数据 注：1.变频器站号可用十六进制在H00H1F（站号0031）之间设定； 2*3 表示控制代码； 3*4表示CR（回车符）或LF（换行符）代码； 当数据从计算机（PLC可编程控制器）传输到变频器时，在有些计算机中代码CR（回车符）和LF（换行符）自动设置到数据组的结尾，因此变频器的设置也必须根据计算机来确认，并且可通过变频器的Pr.124选择有无CR和LF代码。 4*5 Pr.123 【响应时间设定】 不设定为9999的场合下，数据格式的"响应时间"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个） 2）使用格式A和格式A1后从变频器返回的应答数据 3）使用格式B后，从变频器返回的应答数据 4）使用格式B后检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器 3数据定义 1） 控制代码(表1) 2） 变频器站号 规定与计算机（PLC可编程控制器）通讯的站号，在H00H1F（0031）之间设定； 3） 指令代码 由计算机（PLC可编程控制器）发给变频器，指明程序要求（例如：运行、监示）；因此，通过响应的指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监示。 4）数据 表示与变频器传输的数据，例如频率和参数；依照指令代码确认数据的定义和设定范围。 5）等待时间 规定变频器收到从计算机（PLC可编程控制器）来的数据和传输应答数据之间的等待时间；根据计算机的响应时间在0150毫秒之间设定等待时间，最小设定单位位10毫秒，（例如：1=10毫秒，2=20毫秒） 注：Pr.123 【响应时间设定】 不设定为9999的场合下，数据格式的"响应时间"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个） 6）总和校验 总和校验代码是由被校验的ASCII码数据的总和（二进制）的最低一个字节（8位）表示的2个ASCII码数字（十六进制）。 4PLC串行数据通讯指令简介 1）该RS指令为使用RS232C及RS485功能扩展板及特殊适配器，进行发送接收串行数据的指令，数据的格式可以通过特殊数据寄存器D8120设定，并要与变频器的数据格式类型完全对应；通过PLC传送指令把通讯数据装到D200开始的连续单元中； 2）D200：发送数据的首地址（指针）； 3）D0：发送数据的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行发送的系统中，将数据发送点数设定为K0； 4）D500：接收数据的首地址（指针）； 5）D1：数据接收的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行接收的系统中，将数据接收点数设定为K0； 6）发送通讯数据时请使用脉冲执行方式，SET M8122 即可。 5PLC可编程控制器的通讯格式D8120 为了使用串行数据的发送和接收，在变频器和PLC可编程控制器的通讯格式必须一致，PLC可编程控制器的通讯参数通过D8120来设定。 PLC可编程控制器的通信格式D8120=H009F设定例(表2) 6程序设计的建议 1）当从计算机（PLC可编程控制器）发送的数据中有错误时，变频器将不接受这个数据；因此，用户的程序中始终应插入一个错误再试程序。 2）任何数据通讯的开始都是由计算机发出请求，没有计算机的请求，变频器将不能返回任何数据，例如：操作指令或数据监示等等；因此，对于监示等，在设计程序时，让计算机提出读数请求时必要的。 7与变频器通讯的错误代码 当从计算机发来的数据有错误时，变频器将不接受此数据；如果变频器在接收数据时发现任何错误，它的定义和NAK代码一起被送回到计算机。 三、变频器的通讯相关参数（通过变频器PU口和PLC通讯） PLC可编程控制器和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。 设置三菱变频器的通讯参数才能进行通讯运行，变频器与通信有关的参数设定如表3： 注：每次参数初始化设定后，需要复位变频器（可以采用断电再上电复位的方式进行），如果改变与通讯相关的参数后，变频器没有复位，通讯将不能进行。 四、FX2N-485-BD与三菱FR-A540变频器的通讯接线 RJ45水晶头插入变频器的PU接口（也可通过变频器通讯板FR-A5NR接线），另一端的对应信号线接在FX2N-485-BD上。 五、PLC与变频器通讯的编程及调试例解 1）运行控制命令的发送 变频器的操作指令代码及数据内容如表4： 在PLC程序中，变频器等待时间使用变频器参数设定为20ms，故格式A1中等待时间字节减少一个，由于本程序不使用 CR和LF，最后一个字节也不用，故本PLC程序例中发送数据为9个字节。 格式A1中各字节含义如下： 第一字节为通讯请求信号ENQ，对应程序为 MOV H05 D200 ； 第二、第三字节为变频器00号站，对应程序为 MOV H30 D201 MOV H30 D202 ； 第四、第五字节为指令代码HFA，对应程序为 MOV H46 D203 MOV H41 D204 ； 第六、第七字节为指令代码为：正转运行H02，对应程序为 MOV H30 D205 MOV H32 D206 ； 第八、第九字节为总和校验代码，对应程序为 MOV H34 D207 MOV H39 D208 ； 当按下X0时，通讯数据被发送到变频器，变频器将正转运行； 如要进行变频器停止及反转运行程序编程，可在上面的范例程序中修改指令代码中数据内容即可实现，例如：范例中的程序修改为 MOV H30 D205 MOV H34 D206 可实现反转运行；修改为 MOV H30 D205 MOV H30 D206 实现停止（图九）； 说明：M8161=1，8位处理模式，X0为变频器正转运行控制，使用变频器通讯协议的格式A1如图十： 2）总和校验码的自动计算实例 在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr。123=9999，即等待时间用PLC程序设定；将H05-H30H31H45H31H31H30H37H41H44分别用传送指令传到D300开始的连续10个PLC的内存单元中，其总和校验码可用CCD指令自动计算出来，通过PLC程序再将总和校验码转换成2个ASCII码，并送到PLC的对应内存单元D310，D311中，计算总和校验码PLC程序如 本例的变频器等待时间由变频器设定，故上述格式中的等待时间字节无。 3）变频器运行频率的改变实例 在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr。123=9999，即等待时间用PLC程序设定；通过触摸屏将变频器的运行频率直接写到PLC内存D1000中（或使用传送指令将频率数据自动写入），ASCI指令将变频器的运行频率转换成4位ASCII码，依次存放到PLC的内存单元D305D308中，总和校验码存放在D309、D310；总和校验计算请参照上一例的自动计算方式进行。 六、结论 本文讨论了PLC可编程控制器与变频器的RS-485通讯功能的编程及应用，将一些厂家原本提供的资料以比较通俗易懂的语言来描述，并结合自己多年来的工作实践，提供了用于通讯控制的PLC的程序及变频器的调试参数。