PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯

1、PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯    1  引言     在传统的PLC变频控制集成系统中，变频器的启动/停止与故障监控由PLC通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由PLC通过模拟量输出端口输出05(10)V或420mA信号控制，需要PLC配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由PLC读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，可以利用PLC及变频器的串行通讯的方式来实现PLC对变频器的控制。 2&

2、#160; 变频器的选型   DANFOSS VLT系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准RS-485、PROFIDRIVE、LONWORKS在内的多种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、最为廉价实用的串行通讯方式。只需按照DANFOSS VLT变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与VLT变频的通讯。VLT为用户提供了两种控制字和状态字格式标准:即DANFOSS标准的DANFOSS FC协议和PROFIBUS标准的PROFIDRIVE协议。其中F

3、C协议为用户提供了更多的与VLT有关的控制信息和状态信息。本项目中选用DANFOSS FC协议。 3  PLC的选型   西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。S7-200系列是西门子SIMATIC PLC家族中的小规模PLC成员，自由通讯口方式是S7-200 PLC的一个特色的功能，它使S7-200 PLC可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中PLC可以与变频器和方便连接。PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过

4、负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了PLC宝贵的I/O端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照DANFOSS FC协议来对S7-200的自由口进行编程。 4  VLT串行通讯 4.1  VLT通讯原理   VLT变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验和块传送异或校验方法。每个变频器都配备有一个标准的RS-485通讯端口，使协议可以通过RS-485电气接口来进行传输。PLC为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等

5、待从机的响应。主机最多能带31个从机，在有中继器的情况下，可以增加到126个从机，也就是从机的地址最多可以设定到126。通讯时，每一个字节从一个起始位开始实行传送，然后再传递8个数据位，相应地组成一个字节，每个字节由一个奇偶校验位来验证传送的正确性，然后由一个终止位结束。这样一个字节共由11个位组成。 4.2  VLT电码结构   每个电码由一个起始字节(STX)开始，这个起始字节为STX=02H。随后紧跟一个表示电码长度(LGE)的字节和表示变频器地址的字节(ADR)。然后是一些数据字节(随电码类型而变)。整个电码由一个数据控制字节(BCC)来结束。结

6、构如附表。 附表     VLT电码结构   在上述数据结构中:   (1) PKE占用两个字节，包括参数命令类型和参数数目;   (2) IND为索引，也占用两个字节，索引字节用于表明它是一个读命令还是写命令。在读命令中必须具有0400H的格式，在写命令中必须具有0500H的格式;   (3) PWE为参数值块。占用四个字节，分为高字(PWE H)和低字(PWE L)。“比如主机要改变当前的变频器参数，新的参数就应

7、写在参数PWE中发送给变频器;”   (4) PCD为过程块，占用4个字节。它有两种状态，当主机发给从机时，PCD1为控制字，PCD2为参考值;当从机发给主机时，PCD1为状态字，PCD2为当前的输出频率;   (5) BCC为数据控制字节。由它来对接收到的命令进行检验正确与否。它的初始值为0，然后对该字节以前的所有字节进行异或。 5  PLC编程示例 5.1  变频器初始化子程序   PLC在第一次扫描时执行初始化子程序，对端口及RCV指令进行初始化。为了增加程序的可靠性，

8、在初始化完成后，如果检测到端口空闲时则运行RCV指令使端口处于接受状态。初始化子程序如下:   Network 1  / 网络标题        检测端口空闲可编在主程序中   / 设定端口属性   LD  SM0.0   MOVB  73, SMB30   Network 2    /&

9、#160;接收信息状态   LD  SM0.0   MOVB  102, SMB87   Network 3    LD  SM0.0   MOVB  16#02, SMB88   MOVB  50, SMB92   MOVB  50, SMB94   R&#

10、160;  SM87.2, 1   Network 4    LD  SM0.0   ATCH  INT1, 23     /连接口0接收完成的中断   Network 5    LD  SM0.0   ATCH  INT0, 9    &

11、#160;/连接口0发送完成的中断   Network 6    LD  SM0.0   ENI    /中断允许   Network 7    LD  SM0.0   MOVD  &VB250, VD220      /装入地址指针   MOVB &

12、#160;0, VB242     /BCC码寄存器清零   MOVD  &VB300, VD224      /装入地址指针   MOVB  0, VB246     /BCC码寄存器清零 5.2  变频器参数修改子程序   当要改变当前变频状态的信息需传送时，调用“控制子程序”。首先它要禁止端口的接收，然后

13、对控制电码进行编辑和BCC检验码计算，并发送;当没有改变当前变频状态的信息需传送时，调用“空命令”子程序。因为PLC如果要读取变频器的当前工作状态，就要给变频器发送命令，而“控制子程序”代码繁琐，执行效率不高，我们可以将“空命令”程序需传送的电码预先编排好(可以用短电码)，“控制子程序”程序代码如下:   Network 1    LD  SM0.0 /停止端口0的接收   R   SM87.7, 1   RCV &

14、#160;VB300, 0   Network 2    LD  L0.0   MOVW  16#047C, VW211   MOVW  LW1, VW213   Network 3    LD  L0.1   MOVW  16#0434, VW211   M

15、OVW  0, VW213   Network 4    LD  SM0.0   MOVW  LW1, VW213   Network 5  / 网络标题   / 网络注释   LD   SM0.0   MOVB   16#02, VB20

16、0   MOVB   16#0E, VB201   MOVB   LB3, VB202   MOVD   0, VD203   MOVD   0, VD207   HTA    VB200, VB250, 15   Network 6  &

17、#160; LD      SM0.0 /计算BCC校验码   FOR    VW240, +1, +15   Network 7    LD      SM0.0   XORB   *VD220, VB242   Network 

18、;8    LD     SM0.0   INCD   VD220   Network 9    NEXT   Network 10    LD     SM0.0   HTA    VB242, VB265, 1    /BCC校验码写入发送缓冲区   Network 11    LDB=   VB251, 16#0E       /发送缓冲区准备好后进行发送   S      S0.1, 1   N