1、變頻器與三菱PLC實現485通訊變頻器與PLC!訊的精簡設計1、引言在工業自動化控制系統中，最為常見的是 PLC和變頻器的組合應用，并 且產生了多種多樣的PLC控制變頻器的方法，其中采用 RS-485通訊方式實施控 制的方案得到廣泛的應用：因為它抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離遠且 造價低廉。但是，RS-485的通訊必須解決數據編碼、求取校驗和、成幀、發送 數據、接收數據的奇偶校驗、超時處理和出錯重發等一系列技術問題，一條簡 單的變頻器操作指令，有時要編寫數十條PLC梯形圖指令才能實現，編程工作量大而且繁瑣，令設計者望而生畏。本文介紹一種非常簡便的三菱 FX系列PLC通訊方式控制變頻器的方法

2、： 它只需在PLC主機上安裝一塊RS-485通訊板或掛接一塊RS-485通訊模塊；在 PLC的面板下嵌入一塊造價僅僅數百元的“功能擴展存儲盒”，編寫4條極其簡單的PLC梯形圖指令，即可實現8臺變頻器參數的讀取、寫入、各種運行的監 視和控制，通訊距離可達50m或500ml這種方法非常簡捷便利，極易掌握。本 文以三菱產品為范例，將這種“采用擴展存儲器通訊控制變頻器”的簡便方法 作一簡單介紹。2、三菱PLC采用擴展存儲器通訊控制變頻器的系統配置2.1 系統硬件組成如圖1圖3所示。FJQNftflPLCRQOM日1人機界面i S 8 S信號她SG站弓t暨基薦站號y空柒爵站93空到哥FX2N-«

3、;5aD指金微粕RM接發瓏河門不翼曙依據孫墟遙數幫SDB終端電陽1W0法堂師幡最通訊距離陛1士誦 隙儡-赤疝P模北 .民通市距廉可達三加：圖1三菱PLC采用擴展存儲器通訊控制變頻器的系統配置二乜之鼠gfc配孔頓tc違摧椒發送r期指齊燈,接收通指示燈.連隹的娥修手里元KIM出IU的西犢衲 X圖2 FX2N-485-BD通訊板外形圖圖3三菱變頻器PU插口外形及插針號（從變頻器正面看）? FX2NS列PLC片品版本V 3.00以上）1臺（軟件采用FX-PCS/WIN-CV 3.00 版）；? FX2N-485-BD通訊模板1塊（最長通訊距離50m）;? 或FX0N-485ADP!訊模塊1塊+FX2N

4、-CNV-B版1塊（最長通訊距離500m）;? FX2N-ROM-E功能擴展存儲盒1塊（安裝在PLC本體內）；? 帶RS485通訊口的三菱變頻器8臺（S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系歹等，可以相互混用，總數量不超過8臺;三菱所有系列變頻器的通訊參數編號、命令代碼和數據代碼相同。）；? RJ45電纜（5芯帶屏蔽）；?終端阻抗器（終端電阻）100 Q ;?選件：人機界面（如F930GO曲小型觸摸屏）1臺。2.2 硬件安裝方法（1）用網線專用壓接鉗將電纜的一頭和 RJ45水晶頭進行壓接；另一頭 則按圖1圖3的方法連接FX2N-485-BD®訊

5、模板，未使用的2個P5s端頭不接。（2）揭開PLC主機左邊白面板蓋，將FX2N-485-BD通訊模板和FX2N-ROM-E功能擴展存儲器安裝后蓋上面板。（3）將RJ45電纜分別連接變頻器的PUH,網絡末端變頻器的接受信號 端RDA RD反問連接一只100Q終端電阻，以消除由于信號傳送速度、傳遞距 離等原因，有可能受到反射的影響而造成的通訊障礙。2.3 變頻器通訊參數設置為了正確地建立通訊，必須在變頻器設置與通訊有關的參數如“站 號”、“通訊速率”、“停止位長/字長”、“奇偶校驗”等等。變頻器內的 Pr.117Pr.124參數用于設置通訊參數。參數設定采用操作面板或變頻器設置軟 件 FR-SW1

6、-SETUP-賦 PU口進行。2.4 變頻器設定項目和指令代碼舉例如表1所示。參數設定完成后，通過PLC程序設定指令代碼、數據和開 始通訊，允許各種類型的操作和監視。ft隹債假位強 4 Q42在L交步事送定儂目我他營ft行中連 擊占弓二關變頻近上SHE然口。倒用¥心皿如苜 法日“行林困他要車速配敬EqRHDOOO->KEFF?雷出財11E遇期:最Ifi：I.OLEfc '輯出電誕監林HTCI肌口001您咫;前出電部|1£泄*11步小單位。,1且帶出電度監凱H：LH口口 3'rQ】屋:隼:出之星T白世*；錄單也i/F造仔口牛Jtf A例LH02,i*jJ

7、轉山一【用2：理蚪,”原悴bl:正聯5TF爐|七眥“，停止匕白質型艮例4 : 11M竟 itL- J 1 tijf K L【何WHIU”，中遭匕】*中踵EM【刊61曲0育謔b5;> RJ2.5 變頻器數據代碼表舉例如表2所小表2朝器數據代碼費節選柄自二翅安頻啊辿器FK-FMO便用手冊，附蛾1)功能蓼 被 號名稱麴懈代碼讀人寫出因姑春蜘枕晨設定 凝插代碼7F/FF)0就矩褪升00的d1上限疑器01B10tf2下限期率02820基庭期率03390本4雙段堪度廢定篇蒯040功5塞段謨度債定仲由05850能6-零段期度被定日氐也(£掂0rM速時間07870¥減速忖問陪叮0電子

8、過電瓶保臚03駛Q2.6 PLC編程方法及示例(1)通訊方式PLC與變頻器之間采用主從方式進行通訊，PLC為主機，變頻器為從機。1個網絡中只有一臺主機，主機通過站號區分不同的從機。它們采用半雙工雙向通訊，從機只有在收到主機的讀寫命令后才發送數據。(2)變頻器控制的PLC指令規格如表3所小。表3 變軟器桎制的FLC指令規格表5能對應懵。內春變題好各胖逅行的監錢IKTfi K10可以需取粕曲版修、洞MS式普碟麴黔各料送行的拄御EXTR Ki 1可以左靡擰揩令, 運行棋式零變顛踞舞期的讀取TUTR KIi可成血取變狗酣弱敵姮央顛賽彗散的寫入TXTR KI 3可里奕昱變馴察的蘿敵的（3）變頻器運行監視

9、的PLC語句表程序示例及注釋LD M8000運行監視；EXTRK10K0 H6FD0 EXTRK10:運行監視旨令；K0:站號 0; H6F:頻率代碼（見表1） ; D0: PLC讀取地址（數據寄存器）。指令解釋：PLC一直監視站號為0的變頻器的轉速（頻率）。（4）變頻器運行控制的PLC語句表程序示例及注釋LD X0運行指令由X0輸入；SET M0置位M0輔助繼電器；LD M0EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11:運行控制指令； K0 :站號 0;HFA運行指令（見表1） ; H02 :正轉指令（見表1）。AND M8029 指令執行結束；RST M0復位M0輔助繼電器。指

10、令解釋：PLC向站號為0的變頻器發出正轉指令。（5）變頻器參數讀取的PLC語句表程序示例及注釋LD X3參數讀取指令由X3輸入；SET M2 置位M2輔助繼電器；LD M2EXTR K12 K3 K2 D2EXTR K10:變頻器參數讀取指令;K3 :站號3; K2:參數2-下限頻率（見表2）;D2: PLC讀取地址（數據寄存器）OR RST M2復位M2輔助繼電器。指令解釋：PLC一直讀取站號3的變頻器的2號參數-下限頻率。（6）變頻器參數寫入的PLC語句表程序示例及注釋LD X1參數變更指令由X3輸入；SET M1置位M1輔助繼電器；LD M1EXTR K13 K3 K7 K10EXTR

11、K13:變頻器參數寫入指令； K3:站號3; K7:參數7-加速時間（見表2）; K10:寫入的數值。EXTR K13 K3 K8 K10EXTR K13:變頻器參數寫入指令； K3:站號3; K8:參數8-減速時間（見表2） ;K10:寫入的數值。AND M8029 指令執行結束；RST M1復位M1輔助繼電器。指令解釋：PLC將站號3的變頻器的7號參數-加速時間、8號參數-減 速時間變更為10。3、三菱PLC控制變頻器的各種方法綜合評述與對比3.1 PLC的開關量信號控制變頻器PLC（MR型或MT型）的輸出點、COMS直接與變頻器的STF（正轉啟動）、RH俯速）、RM中速）、RL（低速）、

12、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過程 序控制變頻器的啟動、停止、復位； 也可以控制變頻器高速、中速、低速端子 的不同組合實現多段速度運行。但是，因為它是采用開關量來實施控制的，具 調速曲線不是一條連續平滑的曲線，也無法實現精細的速度調節。這種開關量 控制方法，其調速精度無法與采用擴展存儲器通訊控制的相比。3.2 PLC的模擬量信號控制變頻器硬件：FX1N®、FX2N型PLC主機，配置1路簡易型的FX1N-1DA-BDT 展模擬量輸出板； 或模擬量輸入輸出混合模塊 FX0N-3A 或兩路輸出的 FX2N-2DA 或四路輸出的FX2N-4DAf塊等。?優點：PLC程序編制簡單方便，

13、調速曲線平滑連續、工作穩定。?缺點：在大規模生產線中，控制電纜較長，尤其是DA模塊采用電壓信號輸出時，線路有較大的電壓降，影響了系統的穩定性和可靠性。另外， 從經濟角度考慮，如控制8臺變頻器，需要2塊FX2N-4DA模塊,其造價是采用擴展存儲器通訊控制的 57倍。3.3 PLC采用RS-485無協議通訊方法控制變頻器這是使用得最為普遍的一種方法，PLC采用RS串行通訊指令編程。?優點：硬件簡單、造價最低，可控制 32臺變頻器。?缺點：編程工作量較大。從本文的第二章可知：采用擴展存儲器通訊控制的編程極其簡單，從事過 PLC編程的技術人員只要知道怎樣查表，僅僅數小時即可掌握，增加的硬件費用也很低。

14、這種方法編程的輕松程度,是采用RS-485無協議通訊控制變頻器的方法所無法相比的。3.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU!訊方法控制變頻器三菱新型F700系列變頻器使用RS-485端子利用Modbus-RTM議與PLC 進行通訊。?優點：Modbus通訊方式的PLC®程比RS-485無協議方式要簡單便捷。?缺點：PLC編程工作量仍然較大。3.5 PLC采用現場總線方式控制變頻器三菱變頻器可內置各種類型的通訊選件，如用于CC-Link現場總線的FR-A5NCM件；用于 Profibus DPS場總線的 FR-A5AP(A)選件；用于 DeviceNet 現場總線的FR-A

15、5NDS件等等。三菱FX系列PLC有對應的通訊接口模塊與之對 接。?優點：速度快、距離遠、效率高、工作穩定、編程簡單、可連接變頻器 數量多。?缺點：造價較高，遠遠高于采用擴展存儲器通訊控制的造價。綜上所述，PLC采用擴展存儲器通訊控制變頻器的方法確有造價低廉、易學易用、性能可靠的優勢;若配置人機界面，變頻器參數設定和監控將變得更加便利1臺PLC和不多于8臺變頻器組成的交流變頻傳動系統是常見的小型工業自動化系統，廣泛地應用在小型造紙生產線、單面瓦楞紙板機械、塑料薄膜生產線、印染煮漂機械、活套式金屬拉絲機等各個工業領域。采用簡便控制方法,可以使工程方案擁有通訊控制的諸多優勢,又可省卻RS-485數據通訊中的諸多繁雜