变频器应用技术 课件 4.2.1PLC与变频器Modbus总线控制系统

4.2.1PLC与变器Modbus总线控制系统

目录RS-485通信Modbus通信协议ATV340变频器的Modbus总线接口TM241CEC24TPLC的Modbus总线接口变频器与PLCModbus总线接口连接核心概念RS-485通信——RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。Modbus串行通信协议——Modbus串行通信协议是一种主/从架构通信协议，分为ModbusRTU和ModbusASCII两种协议。Modbus串行通信协议是一种通用的行业标准，一个串行通信数据链路上最多可处理247个地址，能将不同厂商生产的控制设备连成工业网络从而实现集中监控。RS-485通信基本知识——RS-485通信

RS-485总线工业标准由EIA（美国电子工业协会）于1983年在RS-422工业总线标准的基础之上制订并发布。RS-485工业总线标准具有能够有效支持多个分节点和通信距离远，并且对于信息的接收灵敏度较高等特性。RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准，信号采用差分传输方式，能够有效减少噪声信号的干扰，RS-485的数据最高传输速率为10Mbps，极限距离达1200米左右。工业通信网络中，RS-485总线一般主要用于与外部各种工业设备进行信息传输和数据交换。概述基本知识——RS-485通信

RS485通信硬件协议中需设定的串行通信参数参数描述波特率传输速度（位/秒）奇偶校验用于错误校验数据位用于传输数据的位数停止位用于标志一个字符传送的结束物理介质指定传输硬件接口协议RS485或RS232终端电阻是否使用终端电阻2.Modbus通信协议基本知识——Modbus通信协议

Modbus通信协议是Modicon公司于1978年开发的一种通信协议。Modbus通信协议具有以下特点：开放：Modbus协议是一个完全开放的分级结构(主从式)异步串行通讯协议，可使主站对一个或多个智能型从站进行访问，主站和从站之间允许多点连接；标准化：Modbus协议已经成为通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以互连成工业网络，实现集中监控；灵活：支持多种物理层标准，如RS-232、RS-485、以太网等；简单：Modbus的帧格式简单紧凑，通俗易懂。基本知识——Modbus通信协议

Modbus协议是主-从协议。在同一时刻，只有一个主站和若干个从站连接于同一串行总线；Modbus通信由主站发起，从站在没有收到来自主站的请求时，不会主动发送数据；从站之间互不通信；主站在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理主站通过广播（广播地址0）和查询（单播）两种模式对从站（从站地址1~247）发送Modbus请求。Modbus主站和从站对话方式基本知识——Modbus通信协议

查询模式：主站以特定地址访问某个从站(发出请求)，从站接到并处理完请求后返回一个报文(应答)。从站必须有唯一的地址(1到247)广播模式：主站向所有的从站发送请求，从站没有应答返回。广播请求一般用于写命令，地址0是专门用于表示广播数据的。基本知识——Modbus通信协议

Modbus数据传输方式ASCII模式：传送ASCII字符，

每个8位字节拆成两个ASCII字符发送，效率低；准许字符的传输间隔达到1s而不产生错误。RTU模式：传送16进制数，每个8位字节包含两个4位的十六进制数，具有较高的数据密度，但必须以连续的数据流传送。注意：在一个Modbus通信系统中只能选择一种模式，不允许两种模式混合使用，可由主设备来选择。RTU方式格式：地址

命令

数据 CRC校验ASCII方式格式：头码

地址

命令

数据

LRC校验

尾码3.

ATV340变频器的Modbus总线接口基本知识——ATV340变频器的Modbus总线接口

ATV340变频器的Modbus总线接口在变频器正面的控制端口CN7中，该接口采用RJ45硬件接口。 12345678NCNCNCMOD_D1MOD_D0NC10V公共端变频器CN7接口位置CN7Modbus总线接口管脚排列4.

TM241CEC24TPLC的Modbus总线接口基本知识——TM241CEC24TPLC的Modbus总线接口

TM241CEC24TPLC的Modbus总线接口位于PLC顶部的RJ45接口中，该接口在PLC面板上标识为“RJ45serial1”，称为串行线路1。12345678NCNCNCMOD_D1MOD_D0NC5V公共端PLCModbus总线接口位置

PLCModbus总线接口管脚排列5.变频器与PLCModbus总线接口连接基本知识——变频器与PLCModbus总线接口连接

ATV340变频器CN7通信接口与PLC串行通信接口SL1通过带屏蔽层的双绞线进行连接。连接后，若通信正常则PLC面板SL1绿色指示灯点亮。

操作训练——系统连接与配置

操作准备ATV340U07N4E变频器1台，VW3A1113型显示终端1台，变频器主电路已连接完毕，安全停止电路已连接完毕；具有24V输出的开关电源1台，开关电源已连接供电电源；M241CEC24TPLC1台；网络测试仪1台；网络线1根，导线若干；安装ESME编程软件计算机1台，计算机与PLC的通信电缆已连接完毕。操作训练——系统连接与配置

检查电路检查电源接线，设备总电源以及变频器主电路和开关电源的空气开关应位于断开位置；检查安全停止电路接线。操作训练——系统连接与配置

观察变频器并找出Modbus接口CN7；2.

观察PLC并找出RJ45串行接口SL1；观察并找出变频器及PLC的Modbus接口操作训练——系统连接与配置

利用网络测试仪测试网线通断；2.将测试好的网络线两端分别插入PLC串行接口SL1和变频器的Modbus接口CN7；接线操作训练——系统连接与配置

配置PLCModbus通信参数启动ESME编程软件，新建工程，在新建项目窗口“控制器”选择框中选择“TM241CECT”，“SR_Main的语言”选择“梯形逻辑图（LD）”；操作训练——系统连接与配置

2.在“设备树”中，双击“Serial_Line_1”打开参数配置画面，注意这些参数必须与ATV340变频器设置的通信参数一致；配置PLCModbus通信参数操作训练——系统连接与配置

3.选中“Serial_Line_1”下的“Machine_Expert_Network_Manager”，右键菜单选择“删除”；说明：“Machine_Expert_Network_Manager”是ESNE软件默认的施耐德专用协议，删除是为了添加Modbus协议。配置PLCModbus通信参数操作训练——系统连接与配置

4.再次选中“Serial_Line_1”，单击右侧“+”号图标，在随后弹出的窗口中选择“ModbusManager”，单击添加设备；配置PLCModbus通信参数操作训练——系统连接与配置

5.双击“Ser