基于RS485的PLC與變頻器通訊實現(xiàn)

王國軍 山東水利技師學(xué)院

數(shù)控機床中主軸的旋轉(zhuǎn)運動大多是由三相異步電動機所驅(qū)動，三相異步電動機由PLC與變頻器控制。PLC與變頻器之間的控制方式也多種多樣，有I/O控制、模擬量控制和通訊控制等多種控制方式，根據(jù)不同的應(yīng)用場合可選擇不同的控制方式。本文介紹三菱PLC與三菱FR-E740變頻器之間的三種控制方式，重點對基于RS485的專用協(xié)議通訊進行具體介紹。

1 PLC控制變頻器的常用方法

PLC控制變頻器的方法有以下三種控制方式：

(1）I/O 控制

I/O控制是一種最簡單和最直接的控制方式，不需要通訊協(xié)議，只要將PLC與變頻器進行簡單的點對點連接就可以。在PLC的編程軟件中寫好程序，由輸出繼電器的輸出點高低電平的組合對變頻器的RH、RM、RL等點的控制實現(xiàn)7段速的控制，或者通過輸出繼電器的輸出點高低電平的組合對變頻器的RH、RM、RL、REX等點的控制實現(xiàn)15段速的控制。這種控制方式的缺點是通訊距離較短，控制速度值一定，不能實現(xiàn)平滑控制，也不能進行變頻器參數(shù)值的監(jiān)控。

(2）模擬量控制

模擬量一般是由傳感器變換出來的，例如壓力傳感器、溫度傳感器、速度傳感器，這些傳感器把測量出來的實際壓力、溫度等轉(zhuǎn)換成0～5V、0～10V、0～20mA、4～20mA等，變頻器可根據(jù)這些輸入信號控制電機的轉(zhuǎn)速。模擬量比通訊容易受干擾，尤其是電壓信號，通常都需要進行屏蔽、隔離、濾波的方式進行處理。

（3）通訊控制

三菱PLC與三菱變頻器的通訊可以采用常用的MODBUSRTU通訊，也可以采用三菱專用協(xié)議通訊。MODBUS-RTU通訊方式程序編寫較為復(fù)雜，對于沒有專用通訊協(xié)議的情況下，可采用MODBUS-RTU通訊，通訊距離較遠（可達500m），速度高，成本低，穩(wěn)定性好，所以在工業(yè)控制中是較為常用的一種通訊控制協(xié)議。本文重點介紹三菱專用協(xié)議通訊方式。

2 基于RS485的三菱專用協(xié)議通訊

(1）PLC與變頻器的接線

在三菱FX3U的左側(cè)擴展FX3U-485ADP型RS-485通信用特殊適配器，該適配器通訊距離500m，最多可連接8臺變頻器。PLC、變頻器通訊通過網(wǎng)線連接（網(wǎng)線的RJ45接頭連接至變頻器、另一端接FX3U-485ADP通訊模塊）。2、8號插針為操作面板或參數(shù)單元用電源。進行RS-485通訊時請不要使用。如果接入使用，可能或?qū)е伦冾l器無法動作或損壞。變頻器與FX3U-485ADP的接線對應(yīng)如表一所示。變頻器本體網(wǎng)線插座，從下面看，如圖一所示。

表一 RJ45接頭針腳與FX3U-ADP485 對應(yīng)表

圖一

(2）變頻器參數(shù)

為了正確的建立 PLC與變頻器之間的通訊，必須在變頻器中設(shè)置與通訊有關(guān)的參數(shù)。相關(guān)三菱FR-E740的參數(shù)設(shè)置如下：

P79模式選擇為6；p117通訊站號選擇為1；p118通訊站好選擇為192或96（要與PLC的通訊參數(shù)一致）；p120通訊停止位長選擇為1；p120通訊奇偶校驗選擇為2；p120-p123全部選擇為9999；p124通訊有無CR/LF選擇為1；p549協(xié)議選擇為0；p340通訊啟動模式選擇為10。參數(shù)設(shè)置好后要進行重啟變頻器。

(3）PLC編程軟件GX-Developer通訊參數(shù)設(shè)置

PLC通訊參數(shù)設(shè)置在PLC系統(tǒng)（2）中首先選擇通道一（CH1）或通道二（CH2），這個根據(jù)FX3U-485ADP與PLC本體的連接，靠近PLC本體的模塊選擇通道一。①協(xié)議為無協(xié)議通信；②數(shù)據(jù)長度為 8位；③奇偶校驗為偶數(shù)；④停止位為 2位；⑤傳輸速率為19200 bps；⑥H/W類型為 RS-485；⑦傳送控制順序為格式4（CR/LF 有）⑧站號設(shè)置為 00；⑨超時判定時間為 1。

(4）PLC與變頻器的通訊程序

PLC與變頻器之間采用主從通訊方式控制三相異步電機，PLC和變頻器設(shè)置相關(guān)參數(shù)完成后，組態(tài)觸摸屏進行了通訊測試，在觸摸屏上的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止按鈕分別用M1、M2、M3三個變量連接程序；觸摸屏上的頻率參數(shù)設(shè)置輸入框用M20來連接程序變量；用D0數(shù)據(jù)寄存器連接程序，用于觸摸屏手動輸入頻率值；D200、D202、D204分別對應(yīng)觸摸屏上的電流、電壓和頻率監(jiān)控輸出框寄存器變量；通訊示例程序如下：

3 結(jié)論

PLC與變頻器間采用RS485通訊，通訊速度高、距離長、抗干擾能力強，通過上述程序的測試，運行穩(wěn)定，成本較低，通過觸摸屏就可實現(xiàn)對變頻器控制和多種參數(shù)的監(jiān)控。