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文档简介

PLC与变频器的组合应用

——FX2N通讯方式控制VFD-B(第一部分)CCTC一厂设备部 张忠国zzg7814@PLC控制变频器的几种方法1.PLC的开关量信号控制变频器

PLC输出点接变频器的控制端子,控制变频器的启动、停止、复位,也可以实现多段速度运行,但调速曲线不连续平滑、无法实现精细的速度调节。2.PLC的模拟量信号控制变频器须配置模拟量输出模块,PLC编程简单,调速曲线连续平滑。长距离控制影响稳定性和可靠性,模拟模块费用高。3.PLC采用RS-485无协议通讯方法控制变频器采用RS串行通讯指令编程。硬件简单、造价低,可控制32台变频器,编程量大。4.PLC采用RS-485的Modbus-RTU通讯方法控制变频器利用Modbus-RTU协议与PLC进行通讯。PLC编程相对简单,PLC编程量仍然较大。5.PLC采用现场总线方式控制变频器

三菱变频器可内置各种类型的通讯选件,如用于CC-Link现场总线的FR-A5NC选件;用于ProfibusDP现场总线的FR-A5AP(A)选件;用于DeviceNet现场总线的FR-A5ND选件等等。速度快、距离远、效率高、工作稳定、编程简单、可连接变频器数量多。缺点:造价较高.6.采用扩展存储器

造价低廉、易学易用、性能可靠,只能用于不多于8台变频器的系统在PLC和变频器综合应用一般是使用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输。本文介绍利用RS-485BD通讯模块,三菱FX系列PLC通过RS-485无协议通讯方法与台达VFD-B变频器建立通讯,使变频器的正转、反转、停止,读取和更改变频器当前的运行频率。Modbus通信协议简介

MODBUS通信协议是一种主从式串行异步半双工通信协议,采用主从式通信结构,可使一个主站对多个从站进行双向通信。MODBUS协议又分MODBUSRTU、MODBUSASCII和后来发展的MODBUSTCP三种模式,物理硬件接口为串行通讯口(RS232,RS422,RS485)与以太网口。 由于MODBUS协议是完全公开透明的,所需的软硬件又非常简单,这就使它已经成为一个通用的工业标准,几乎所有的控制设备和智能化仪表都支持MODBUS通信协议。通过MODBUS协议,不同厂商所生产的控制设备和智能仪表就可以连成工业网络,进行集中监控。Modbus消息帧两种传输模式:ASCII与RTUASCII消息帧:

起始位设备地址功能代码数据LRC校验结束符

以冒号(:)字符(ASCII码3AH)开始以回车换行符结束(ASCII码0DH,0AH)

RTU消息帧:

起始位设备地址功能代码数据CRC校验结束符以至少3.5个字符时间的停顿间隔开始以至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束

一、硬件组成FX2N系列PLCFX2N-485-BD通讯模板台达VFD-B变频器(带RS485通讯口)RJ45电缆选件:人机界面(显控SA-3.5A)RDA,SDA,SG+连在一块,RDB,SDB,SG-连在一块触摸屏、PLC、变频器连接二、三菱FX系列通信指令解读通信程序常用功能指令通信程序相关数据寄存器和继电器串行通信指令RSHEX→ASCII变换指令ASCIASCII→HEX变换指令HEX校验码指令CCD1、通信程序常用功能指令MOV:传送指令BMOV:块传送指令SET、RST:置位、复位指令INC、DEC:加、减1指令ADD、SUB、MUL、DIV:算术运算指令LD:触点比较指令⑦变址寻址变址寻址也叫间接寻址,它是利用变址寄存器V、Z来进行地址的修改。例:MOVD5VOD100

如果:V0=8

则:5+8=13,D13→D100

变址寻址可以使累加程序设计得非常简单。⑧组合位元件应用

位元件指X,Y,M,S等只处理通、断状态的元件。

组合元件指连续4个位元件为一组的多组位元件。例:K2M0表示2组M位元件,从M0~M7

例:K4M10表示4组M位元件,从M10~M25

位元件组合时,如果其通为1,断为0,则位元件组合也可表示一组2进制数值(如同字元件、数据寄存器D)2、通讯程序相关数据寄存器和继电器D8120:通信格式字寄存器,

通讯前必须先将格式字写入该寄存器b15b14b13b12b11b10b9b8b7b6b5b4b3b2b1b000001100100010000C88D8120位信息表备注:b13~b15是计算机链接通讯连接是的设定项目,使用FNC80(RS)指令时,必须设定为“0”。RS-485未考虑设置控制线的方法,使用FX2N-485-BD、FX0N-485DP时,请设定(b11,b10)=(1,1)波特率:9600b/s、数据格式:7,N,2 D8120=0C88H位号名称内容0(OFF)1(ON)b0数据长7位8位b1

b2奇偶性b2,b1

(0,0):无(0,1):奇数(ODD)(1,1):偶数(EVEN)b3停止位1位2位b4

b5

b6

b7波特率

(B/s)b7,b6,b5,b4

(0,0,1,1):300(0,1,1,0):2400(1,0,0,1):19200

(0,1,0,0):600(0,1,1,1):4800

(0,1,0,1):1200(1,0,0,0):9600b8头字符无有(D8124)初始值STX(02H)b9结束符无有(D8125)初始值ETX(03H)b10

b11控制线无顺序b11,b10

(0,0):无<RS232>(1,1):互锁模式<RS232>

(0,1):普通模式<RS232>(1,1):调制解调器模式<RS232,RS485>计算机链接通讯b11,b10

(0,0):RS485接口(1,0):RS232接口b12不可使用b13和校验不附加附加b14协议不使用使用b15控制顺序方式1方式2D8120位信息表M8161:数据处理位数标志寄存器

M8161=ON 处理低8位数据

M8161=OFF 处理16位数据

M8161为RS、ASCI、HEX、CCD指令共用,处理数据时有处理低8位、16位数据的两种模式,例如ASCI传送8位数据,M8161须置位。M8122:数据发送标志继电器

M8122=ON 数据发送

发送完毕自动复位M8123:数据接受标志继电器

M8123=ON 接受数据不能自动复位,要程序RST3、串行通信指令RS指令形式:解读:[S·

]:要发送的数据串的首地址(起始地址)

m:要发送的数据串的长度[D·

]:要接收的数据串的的首地址(起始地址)

n:要接收的数据串的长度指令名称助记符功能代码操作数程序步[S.]m[D.]n串行通信指令FNC80RSDK、H、DDK、H、D9步M816116位数据处理模式8位数据处理模式数据发送和接收模型举例:数据发送4、HEX→ASCII变换指令ASCI指令形式:解读:16位模式,[S·]的HEX数据的各位转换成ASCII码,向[D·]的高8位、低8位分别传送,转换的字符数用n指定;[D·]以低8位、高8位分别存储ASCII数据。

8位模式,[S·]的HEX数据的各位转换成ASCII码,向[D·]的低8位分别传送,转换的字符数用n指定;[D·]的高8位为0。[S·][D·]nFNC82ASCID100D200K4M8161指令名称助记符/功能代码操作数程序步[S.][D.]n十六进制数转换为ASCII码指令ASCIFNC82K、H、T、C、D、KnX、KnY、KnM、KnS、V、ZT、C、D、KnY、KnM、KnSK、H

n=1~2567步[S·]:指定的起始元件D100[D100]=0ABCH[0]=30H [A]=41H[B]=42H[C]=43H[D101]=1234H[1]=31H [2]=32H[3]=33H[4]=34H[D102]=5678H[5]=35H [6]=36H[7]=37H[8]=38HD100=0ABCH,n=k4时00001010101111000ABCD2000100000100110000[A]→41H[0]→30HD2010100001101000010[C]→43H[B]→42Hn[D·]k1K2K3K4K5K6K7K8k9D200低[C][B][A][0][4][3][2][1][8]D200高[C][B][A][0][4][3][2][1]D201低[C][B][A][0][4][3][2]D201高[C][B][A][0][4][3]D202低[C][B][A][0][4]D202高[C][B][A][0]D203低不变化[C][B][A]D203高[C][B]D204低

[C][D·]:指定的起始元件D200①ASCI指令的16位转换模式(M8161=OFF)[S·]:指定的起始元件D100[D100]=0ABCH[0]=30H [A]=41H[B]=42H[C]=43H[D101]=1234H[1]=31H [2]=32H[3]=33H[4]=34H[D102]=5678H[5]=35H [6]=36H[7]=37H[8]=38HD100=0ABCH,n=k2时00001010110111000ABCD200=B的ASCII码=42HD201=C的ASCII码=43H[D·]:指定的起始元件D200②ASCI指令的8位转换模式(M8161=ON)

n[D·]k1K2K3K4K5K6K7K8k9D200[C][B][A][0][4][3][2][1][8]D201[C][B][A][0][4][3][2][1]D202[C][B][A][0][4][3][2]D203[C][B][A][0][4][3]D204[C][B][A][0][4]D205[C][B][A][0]D206不变化[C][B][A]D207[C][B]D208

[C]0000000001000010420000000001000011435、ASCII→HEX变换指令HEX指令形式:解读:[S·][D·]nFNC83HEXD200D100K4M816116位模式,将[S·]中的高低各8位的ASCII字符转换成HEX数据,每4位向[D·]传送,转换的字符数用n指定;

8位模式,将[S·]的低8位中存储的ASCII字符转换成HEX数据,每4位向[D·]传送,转换的字符数用n指定。指令名称助记符/功能代码操作数程序步[S.][D.]nASCII码转换为十六进制数指令HEXFNC83K、H、T、C、D、KnX、KnY、KnM、KnS、V、ZT、C、D、KnY、KnM、KnSK、H

n=1~2567步[S·]D200低D200高D201低D201高D202低D202高D203低D203高D204低ASCII码30H41H42H43H31H32H33H34H35HHEX转换0ABC12345n

[D·]k1K2K3K4K5K6K7K8k9D100•••0H••0AH•0ABH0ABCHABD1HBC12HC123H1234H2345HD101不变化•••0H••0AH•0ABH0ABCHABD1HD102•为0•••0H①HEX指令的16位转换模式(M8161=OFF)D200010000010011000041H[A]30H[0]D201010000110100001043H[C]42H[B]D10000001010101111000ABCK=4时②HEX指令的8位转换模式(M8161=ON)[S·]D200D201D202D203D204D205D206D207D208ASCII码30H41H42H43H31H32H33H34H35HHEX转换0ABC12345n[D·]k1K2K3K4K5K6K7K8k9D100•••0H••0AH

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