基于RS485的PLC與變頻器通訊實現
2019-8-12 來源：山東水利技師學院 作者：王國軍
摘要：在數控機床中，以三相異步電動機為控制對象，通過PLC與變頻器的通訊連接和編程測試，實現了PLC與變頻器之間的基于RS485專用通訊協議方式的通訊，測試程序穩定，可實時監控變頻器參數。
關鍵詞：RS485 變頻器 PLC 通訊
數控機床中主軸的旋轉運動大多是由三相異步電動機所驅動，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，根據不同的應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，不能實現平滑控制，也不能進行變頻器參數值的監控。
（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、溫度等轉換成0～5V、0~10V、0～20mA、4～20mA等，變頻器可根據這些輸入信號控制電機的轉速。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MODBUS-RTU通訊，也可以采用三菱專用協議通訊。MODBUS-RTU通訊方式程序編寫較為復雜，對于沒有專用通訊協議的情況下，可采用MODBUS-RTU通訊，通訊距離較遠（可達500m），速度高，成本低，穩定性好，所以在工業控制中是較為常用的一種通訊控制協議。本文重點介紹三菱專用協議通訊方式。
2．基于RS485的三菱專用協議通訊
（1）PLC與變頻器的接線
在三菱FX3U的左側擴展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、變頻器通訊通過網線連接（網線的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，可能或導致變頻器無法動作或損壞。變頻器與FX3U-485ADP的接線對應如表一所示。變頻器本體網線插座，從下面看，如圖一所示。
表一 RJ45接頭針腳與FX3U-ADP485 對應表
（2）變頻器參數
為了正確的建立 PLC與變頻器之間的通訊,必須在變頻器中設置與通訊有關的參數。相關三菱FR-E740的參數設置如下：
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協議選擇為0；p340通訊啟動模式選擇為10。參數設置好后要進行重啟變頻器。
（3）PLC編程軟件GX-Developer通訊參數設置
PLC通訊參數設置在PLC系統（2）中首先選擇通道一（CH1）或通道二（CH2），這個根據FX3U-485ADP與PLC本體的連接，靠近PLC本體的模塊選擇通道一。①協議為無協議通信;②數據長度為 8位;③奇偶校驗為偶數;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和變頻器設置相關參數完成后，組態觸摸屏進行了通訊測試，在觸摸屏上的正轉、反轉和停止按鈕分別用M1、M2、M3三個變量連接程序；觸摸屏上的頻率參數設置輸入框用M20來連接程序變量；用D0數據寄存器連接程序，用于觸摸屏手動輸入頻率值；D200、D202、D204分別對應觸摸屏上的電流、電壓和頻率監控輸出框寄存器變量；通訊示例程序如下：
3．結論
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，運行穩定，成本較低，通過觸摸屏就可實現對變頻器控制和多種參數的監控。
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如果您有機床行業、企業相關新聞稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯系本網編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
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