用总线控制变频器实例案

1、解决方案 三菱FX-PLC与三菱变频器的RS-485通讯 摘要：本文介绍了三菱 FX系列PLC与三菱变频器之间 RS-485通讯控制及数据格式，详细分析了通讯控制调速系统与一般模拟量控制调速 系统相比的优越性。并给岀了应用实例及其PLC程序。 关键词：PLC变频器通讯协议 引言 在现代工业控制系统中，PLC和变频器的综合应用最为普遍。比较传统的应用一般是使用PLC的输岀接点驱动中间继电器控制变频器的启动、 停止或是多段速；更为精确一点的一般采用PLC加D/A扩展模块连续控制变频器的运行或是多台变频器之间的同步运行。但是对于大规模自动化 生产线，一方面变频器的数目较多， 另一方面电机分布的距离不

2、一致。采用D/A扩展模块做同步运动控制容易受到模拟量信号的波动和因距离不一 致而造成的模拟量信号衰减不一致的影响，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。而使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，就可以 完成变频器的启动、停止、频率设定；并且很容易实现多电机之间的同步运行。该系统成本低、信号传输距离远、抗干扰性强。 二系统硬件组成和连接 系统硬件组成如图 1所示，主要由下列组件构成; 图1 :系统硬件组成 1、FX2N-32MT-001 为系统的核心组成。 PLC和变频器之间的数据的发送和接收 2、FX2N-485-BD 为FX2N系统PLC的通讯适配器，主要用于 3、SC09电缆用于P

3、LC和计算机之间的数据传送。 4、通讯电缆采用五芯电缆自行制作。 下文介绍通讯电缆的制作方法和连接方式： 变频器端的PU接口用于RS485通讯时的接口端子排定义如下图2所示：（从变频器下面看） 盘M AZNulSOC勒睜 RD Ttelt 4 n n-u fn 曲 IMffW nvM 3=lW 3KM Ml w RB H 丨 s HH s HUI 图2 :变频器接口端子排定义图3 : PLC和变频器的通讯连接示意图 用户自行按图3所示定义五芯电缆线的一端接FX2N-485BD ，而另一端（如图2）用专用接口压接五芯电缆接变频器的PUD。（将FR-DU04 面板取下即可） 三PLC和变频器之间的

4、485通讯协议和数据定义 PLC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，如果没有进行设定或有一个错误的设定，数据将不能进行通讯。且每 次参数设定后，需复位变频器。确保参数的设定生效。设定好参数后将按如下协议进行数据通讯。（如图4 ） U1. 丄：就擁査； 2 t) oI ,I 51 3： I5) 411 丄：smx; j if MM1嶂鼻矶谓 9 / 141 / 14 图4 :RS485通讯协议图 1从PLC到变频器的通讯请求数据 致堀格就 赴据澳遇 格式目 *3 LNQ 砒3 *5 *4 1 斗 a T B 910 fl 12 13 宇柠地 ENQ 谯 1衬別 END 荫号

5、 *5 旺间 T B 4 観魏 2数据写入时从变频器到PLC的应答数据 灌发底載耀谦EJ5lEfi AGK in 搐式 *3 MAK 1卫刁4 r3 fl 5 4宇挣JS 渎出 *3 sn ETK 3读岀数据时从变频器到PLC的应答数据 12256703 J-字特铀 站号 *4 2 4读岀数据时从PLC到变频器发送数据 *3 MM 站号 也lit給号 las* 121片宇帚!S 通讯数据定义如下: 1控制代码 ASS 1 1 码 说Sfl STX HG2 cn EW HDS 谊闫歯乂一厲束 ACK HOC LF HQA GW HOC NAK H15 2通讯数据类型 所有指令代码和数据均以ASC

6、II码（十六进制）发送和接收。例如：（频率和参数）依照相应的指令代码确定数据的定义和设定范围 四软件设计 要实现PLC对变频器的通讯控制，必须对PLC进行编程；通过程序实现PLC对变频器的各种运行控制和数据的采集。PLC程序首先应完成 FX2N-485BD通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换和变频器应答数据的处理工作。PLC通讯运行程序设计流程如下图5 : tl RS 02B0 D 0 D5C0 0 1 il 写入左送數据的內蓉 SET AlSt MS123 f?sr MSI 29 以指令表形式说明） 图 5 ： PLC 通讯流程图 PLC 通过 RS-485 通讯控制变频器运行程序

7、实例： 0 LD M8002 1 MOV H0C96 D8120 6 LD X001 7 RS D10 D26 D30 D49 16 LD M8000 17 OUT M8161 19 LD X001 20 MOV H5 D10 25 MOV H30 D11 30 MOV H31 D12 35 MOV H46 D13 40 MOV H41 D14 45 MOV H31 D15 50 MPS 51 ANI X003 52 MOV H30 D16 57 MPP 58 ANI X003 59 MOV H34 D17 64 LDP X002 66 CCD D11 D28 K7 73 ASCI D28 D

8、18 K2 80 MOV K10 D26 85 MOV K0 D49 90 SET M8122 92 END 以上程序运行时 PLC通过RS-485通讯程序正转启动变变频器运行，停止则由X3端子控制。控制指令如下表 操作猜令 扌拎代码 隸据内容 正轉 riFA H02 HFA H04 停止 HFA HOCJ 頻率写扎 HED HOOOO-H2EEO 频率愉出 HOOOO-H2EEO 电流输出 H71 HOOOO-HFFFF 电压输出 H72 HOOOO-HFFFF 五结论 本文通过实例讨论了三菱PLC同其变频器的 RS-485通讯功能的编程和应用，有助于读者进一步的研究和应用，应用该程序很容易

9、连接上 三菱的F900系列的触摸展一起使用。将更一步扩充应用的灵活性。 作者：兴东机电设备（深圳）有限公司 FA中心 三菱CC-LINK 现场总线技术在变频传动上的应用 摘要：本文从现场总线原理出发，介绍了三菱CC-LINK 现场总线技术。并通过F500系列变频器实现远程设备站的控制和通讯。 关键词：现场总线 CC-LINK通讯 一:引言：现场总线技术（Fieldbus ）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域 的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不 仅是一

10、个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经 受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。根据国际电工委员会（IEC ）和美国仪表协会 （ISA）的定义：现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络，它的关键标志是能支持双向多节点、总线 式的全数字通讯，具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。 二: CC-LINK现场总线简介：三菱CC-LINK现场总线技术是1996年三菱电机以“多厂家设备环境、

11、高性能、省配线 ”理念开发、公 布和开放现场总线。CC-LINK 现场总线技术是 Control3图形”设定是否为 基本图形”或自由图形”？如果设定为 无”则不也会显示触摸开关。 问：能否重叠使用多个触摸开关？ 答：不能重叠使用多个触摸开关。v补充1 虽然不能重叠使用多个触摸开关，但是可用1个触摸开关进行多个动作（可在 触摸键”对话框 的动作”选项卡中设定多个动作（最多 105个）。v补充2 可与触摸开关重叠使用的对象为除以下以外的对象（不能与触摸开关重叠使 用的对象）：触摸开关、数值输入、ASC H输入。 问： 用户是否可以自由使用 GOT的内部软元件GD/GB孑 将 GOT的电源关闭后再启

12、动时，GOT内部软元件的内容会 怎样？ 答： 用户可以自由使用GOT的内部软元件 GD （ GOT内部字软元件）/ GB （ GOT内部位软元件）。但是，以下几款 GOT （ A985/A97 A960GOT ）背面的输出端子（ OUTPUT ）与 GB1 联动，当使用该外部输出时，则不能使用 GB1 ，故请对此加以注意，除此之外皆可自 由使用。GOT 的电源关闭后再启动时，GD的值全部变为0(零)”，GB全部变为“OFF 问：后缀名为 .gtd 的画面数据应该用哪种软件打开 ? 答：应该使用 GT Designer2 软件来打开。 GT Designer2 画面设计软件是针对三菱 GOT90

13、0 系列人机界面产品的最新版作图软件，在前不久 该软件刚刚推出了中文版。它可以兼容此前 FX-PCS-DU/WIN 软件(仅适用于 GOT-F900 系列)以及 GT Designer 软件(适用于 GOT-A900 系 列和 GOT-F900 系列)的画面数据。 问：如何在 GT Designer2 中更改触摸开关的触摸有效区域？ 答：单击选中触摸开关，点击鼠标右键，选择“ 2 重焦点模式有效 ”。即可更改触摸开关的触摸有效区域。 在以前的软件( GT Designer )中，可以通过双击触摸开关的左上角即可调整触摸有效区域。 问：与 A 系列 PLC 进行总线连接时的注意事项。 答：与 A

14、 系列 PLC 进行总线连接时需要安装 A9GT-BUSS 通讯板， 与 Q 系列 PLC 进行总线连接时需要安装 A9GT-QBUSS 通讯板。 与 Q 系 列 PLC 进行总线连接时的级号和槽号设置是在 GOT 【实用菜单】【 SET UP 】中进行。而与 A 系列 PLC 进行总线连接时的板号和槽号设 置则是在 A9GT-BUSS 通讯板上。在通讯板上面有板号设置开关( Extension No. Switch )和槽号设置开关( I/O Slot Switch )，可以通过这两 个旋钮开关来设置板号和槽号。 问： CC-Link 连接时的梯形图监控功能。 答：在 GOT 上安装 A8G

15、T-J61BT13 以后会将 GOT 作为 CC-Link 网络中的智能设备站( ID )，此时可以监视同一 CC-Link 网络中主站、 本地站的梯形图。但是，安装 A8GT-J61BT15 会将 GOT 作为 CC-Link 网络中的远程设备站( RD )，此时不能进行梯形图监控。 问：使用 CC-Link 所连接的智能设备站( A8GT-J61BT13 )时，请问在 GOT 画面设计软件中，对象软元件的设置方法。 答：通过智能设备站( A8GT-J61BT13 )的 GOT ，分配主站(可编程控制器 CPU )的软元件到对象时，需将对象的软元件设置从本站设 置变更为其他站设置(请参照以下

16、设置例)。设置例：监视主站的D10 时 0-FF D10 (本站设置)-0-0 D10 (其他站设置)画 面设计软件 GT Designer 、 GT Designer2 都可以对应上述设置。 此外，远程设备站( A8GT-J61BT15 )的 GOT ，不能分配主站 (可编程控制器 CPU )的软元件到对象中。此时，只能对分配到远程设备站( GOT )中的链接元件( RX 、 RY 、 RWw 、 RWr )进行 分配。具体有关 A8GT-J61BT13 模块的使用请参考三菱电机自动化网站( ) “产品介绍 ”中“应用实例 ”栏目中的 “关于 A8GT-J61BT13 应用的注 意事项 ”一

17、文。 问： CPU 直接连接和计算机链接连接的速度差异。 答：计算机链接连接与 CPU直接连接相比，其响应速度稍慢。CPU直接连接为二进制数据交换，而计算机链接连接则是ASC H数据交换，所以 计算机链接的数据量稍大。此外，计算机链接时还需在C24 CPU之间进行数据传送，需耗费额外的时间。因此，计算机链接时的速度比CPU 直接连接稍慢。 GOT-A900 系列的参考值如下所示：条件指示灯显示为 16 点监控软元件为连续软元件 CPU 直接连接 0.25 秒计算机链接连接 0.3 秒。 问：如何设置才能使部件显示仅在 ON 状态时显示图形，在 OFF 时不显示？ 答：在部件显示设置中，请将 O

18、FF 状态时的部件号设置为 “ 0 即”可。 作者：三菱电机自动化（上海）有限公司 三菱变频器在 PID 功能应用中的补充说明 在制造供 / 排水设备时选用三菱变频器后常会用到 PID 功能，技术使用手册中对其已有较详细的说明。而各人对该功能的理解有所不同， 主要体现在：机型选用、功能选择、方向确定、设定值定义、上/ 下限作用及 PID 参数的调整等。这里从以往的实际应用中作些简单归纳，就算 是产品资料的补充，以方便用户能在较短时间内理解并简便完成该功能的调试。 1、问：哪些三菱变频器具有 PID 控制功能，它们之间有何区别？ 答：目前所有三菱变频器均有 PID （单泵）控制功能， 产品系列有

19、： A500 、F500 、 F500J 、F700 、V500 、E500 、S500 。其中 F500J 、 F500 和 F700 为风机水泵专用型产品，而 F500 和 F700 （ 0.75-55kW ）还具先进 PID 控制功能，即有多泵切换功能（最多 4 台）。电气原 理图和具体操作方法可参阅各产品所对应的使用手册。 2、问：供测量用的传感器如何选用？ 答：在A500、F500L （55kw以上）、F500J、E500、S500中，只可选用电流型（4-20mA ）传感器；F700中可选用电流（4-20mA）及电压 型（0-5V、0-10V）传感器；在F500 （ 0.75-55k

20、W）中，若采用先进 PID控制（多泵切换）功能的话，二种类型的传感器均可选用，区别是电压 型传感器的输出接至变频器的 1 号端子；而在 V500 中只能选用电压型传感器。 3、问：如何使变频器进入 PID 控制模式？ 答：该过程中的具体操作方法对应各系列产品有所差异： 除 E500 外，以上其它系列变频器中均可在未使用的输入端子中重新定义一个 PID 使 能端，即该端子接通为 PID 控制方式，而断开为普通的 V/F 控制方式，例如： RL 输入端子未作他用时，可设其为 X14 ，即 P180=14 （用于 A500 、 F500 、 F700 和 V500 ）或 P60=14 （用于 F50

21、0J 和 S500 ）；而在 E500 中则通过设定参数 P128 来确定运行模式， P128=0 为普 通的 V/F 控制方式， P128=20 或 21 为 PID 控制方式。因此对需要经常进行二种模式切换的场合，建议选用 E500 以外的产品。 4、问：在 PID 控制模式中，有些变频器既有检测信号输入，也有偏差值的输入，该如何区别和使用？ 答：由变频器完成偏差值 = 设定值 - 测量值过程时应将测量传感器接于 4 号端子（ A500 、 F500 、 F500J 、 F700 、 E500 和 S500 ）； 若该运算过程（虚线框）由变频器以外的专用设备完成（设定值的设置和测量传感器的

22、输入及偏差值运算结果）时，则只需将偏差值输出端接于 1 号端子（ A500 、 F500 和 F700 ）。另外在 V500 中，无论测量信号还是偏差信号均接于 1 号端子，仅以参数内容予以区别。一般如无特别需 要，为简化系统结构，用变频器完成偏差值运算的做法居多。 5、问：怎样确定 PID 动作方向，换言之在哪些场合用正动作或反动作？ 答：这是整个调试过程的第一步，是非常关键的，必须根据所处行业的系统要求准确选定。一般来说，在供水、流量控制、加温时应为反作用， 通俗讲，测量值（水压、液体流量、温度）升高时，应减小执行量，反之则应增大执行量。而在排水、降温时为正作用，测量值（水压、温度）升 高

23、时，应增大执行量，反之则应减小执行量。 6、问：设定值应如何定义，其作用是否与调节电机速度有关？ 答：在该项目中，个别用户容易将其与 V/F 方式时的速度设定混淆，在 PID 方式中， 它指的是对测量值全范围中确定一个符合现场控制要求 的一个数值，并以该数值为目标值，使系统最终稳定在此值的水平上或范围内，并且越接近越好。例如，在供水系统中所选用传感器的测量范围是 0-1Mpa, 而需保持 0.7MPa 的压力 ,因此 0.7Mpa 就是设定值，它可用模拟量给定，即在外部操作模式时 2 、 5 号端子间施加对应的电压 （ 5V*70%=3.5V ）；也可在参数中给定，令 P133=70% （仅限

24、于 PU 和 PU/EXT 模式下有效）。当系统未达到设定压力时，电机以上限速度 （ P1 ）运行，而达到或超过设定压力时，电机降速或停止运行，所以它与电机运行速度的设定无关。 7、问： PID 参数究竟应如何确定，取什么值为恰当？ 答：因各系统结构特征不同，况且也很难计算出 PID 准确数值，故而需对变频器中默认的 PID 参数进行再调整。为调试简便起见，一般在供 排水、流量控制中只需用 P 、 I 控制即可， D 参数较难确定，它容易和干扰因素混淆，在此类场合也无必要，通常用在温度控制场合。 PI 参 数中， P 是最为重要的，定性的讲，由于 P=1/K ，所以 P 越小系统的反应越快，但过小的话会引起振荡而影响系统的稳定，它起到稳定测量值 的作用。 而 I 是为了消除静差， 即使测量值接近设定值， 原则上不宜过大。 试运行时可于在线条件下边观察测量值的变化边反复调节 P 、 I 参数， 直至测量值稳定并与设定值接近为止。 8、问：上 / 下限的设定究竟有何作用，它对系统的运行有无影响？ 答：该设置