plc可编程控制器与变频器的rs-尊龙凯时人生就是搏!官网

一、前言
在plc 与变频器的综合应用中，比较传统的应用一般是使用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递；而使用rs-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等，配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。以下的所有协议及程序均以三菱fx2n系列plc可编程控制器和三菱变频器为例说明。

二、计算机（plc可编程控制器）与变频器的编程协议
1．通讯协议
计算机（plc可编程控制器）与变频器之间的数据通讯执行过程如.
数据通讯协议执行过程分五个步骤进行，具体过程分析如下：
1）从计算机（plc可编程控制器）发送数据到变频器；数据写入时根据需要，选择使用格式a、a1，数据读出时，使用格式b进行；
2）变频器数据处理时间，即变频器的等待时间；根据变频器参数pr。123选择， pr。123=9999，由通讯数据设定其等待时间；pr。123=0~150ms由变频器参数设定其等待时间；
3）从变频器返回数据到计算机（plc可编程控制器）；变频器检查步骤1）发送的数据有无错误，如果通讯没有错误、接受请求时，将从变频器返回数据格式为c、e、e1；如果通讯有错误、拒绝请求时，则从变频器返回数据格式为d、f；
4）计算机（plc可编程控制器）处理延时时间；
5）计算机（plc可编程控制器）根据返回数据应答变频器；当使用格式b后，计算机可检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器，没有发现错误使用格式g，发现错误使用格式h。
2．数据格式类型
使用十六进制，数据在计算机（plc可编程控制器）与变频器之间的自动使用ascii码传输。
1）从计算机（plc可编程控制器）到变频器的通讯请求数据 注：1.变频器站号可用十六进制在h00~h1f（站号00~31）之间设定；
2．*3 表示控制代码；
3．*4表示cr（回车符）或lf（换行符）代码；
当数据从计算机（plc可编程控制器）传输到变频器时，在有些计算机中代码cr（回车符）和lf（换行符）自动设置到数据组的结尾，因此变频器的设置也必须根据计算机来确认，并且可通过变频器的pr.124选择有无cr和lf代码。
4．*5 pr.123  [响应时间设定] 不设定为9999的场合下，数据格式的"响应时间"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个）
2）使用格式a和格式a1后从变频器返回的应答数据 
3）使用格式b后，从变频器返回的应答数据

4）使用格式b后检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器

3．数据定义
1） 控制代码（表1）
2） 变频器站号
规定与计算机（plc可编程控制器）通讯的站号，在h00~h1f（00~31）之间设定；
3） 指令代码
由计算机（plc可编程控制器）发给变频器，指明程序要求（例如：运行、监示）；因此，通过响应的指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监示。
4）数据
表示与变频器传输的数据，例如频率和参数；依照指令代码确认数据的定义和设定范围。
5）等待时间
规定变频器收到从计算机（plc可编程控制器）来的数据和传输应答数据之间的等待时间；根据计算机的响应时间在0~150毫秒之间设定等待时间，zui小设定单位位10毫秒，（例如：1=10毫秒，2=20毫秒）

注：pr.123 [响应时间设定] 不设定为9999的场合下，数据格式的"响应时间"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个）
6）总和校验
总和校验代码是由被校验的ascii码数据的总和（二进制）的zui低一个字节（8位）表示的2个ascii码数字（十六进制）。
4．plc串行数据通讯指令简介
1）该rs指令为使用rs－232c及rs－485功能扩展板及特殊适配器，进行发送接收串行数据的指令，数据的格式可以通过特殊数据寄存器d8120设定，并要与变频器的数据格式类型*对应；通过plc传送指令把通讯数据装到d200开始的连续单元中；
2）d200：发送数据的首地址（指针）；
3）d0：发送数据的字节数（点数），根据协议可以用常数直接字节数，在不进行发送的系统中，将数据发送点数设定为k0；
4）d500：接收数据的首地址（指针）；

5）d1：数据接收的字节数（点数），根据协议可以用常数直接字节数，在不进行接收的系统中，将数据接收点数设定为k0；
6）发送通讯数据时请使用脉冲执行方式，set  m8122 即可。
5．plc可编程控制器的通讯格式d8120
为了使用串行数据的发送和接收，在变频器和plc可编程控制器的通讯格式必须一致，plc可编程控制器的通讯参数通过d8120来设定。
plc可编程控制器的通信格式d8120=h009f设定例（表2）
6．程序设计的建议
1）当从计算机（plc可编程控制器）发送的数据中有错误时，变频器将不接受这个数据；因此，用户的程序中始终应插入一个错误再试程序。
2）任何数据通讯的开始都是由计算机发出请求，没有计算机的请求，变频器将不能返回任何数据，例如：操作指令或数据监示等等；因此，对于监示等，在设计程序时，让计算机提出读数请求时必要的。
7．与变频器通讯的错误代码
当从计算机发来的数据有错误时，变频器将不接受此数据；如果变频器在接收数据时发现任何错误，它的定义和nak代码一起被送回到计算机。

三、变频器的通讯相关参数（通过变频器pu口和plc通讯）
plc可编程控制器和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。
设置三菱变频器的通讯参数才能进行通讯运行，变频器与通信有关的参数设定如表3：
注：每次参数初始化设定后，需要复位变频器（可以采用断电再上电复位的方式进行），如果改变与通讯相关的参数后，变频器没有复位，通讯将不能进行。

四、fx2n-485-bd与三菱fr-a540变频器的通讯接线 
rj45水晶头插入变频器的pu接口（也可通过变频器通讯板fr-a5nr接线），另一端的对应信号线接在fx2n-485-bd上。

五、plc与变频器通讯的编程及调试例解
1）运行控制命令的发送
变频器的操作指令代码及数据内容如表4：
在plc程序中，变频器等待时间使用变频器参数设定为20ms，故格式a1中等待时间字节减少一个，由于本程序不使用 cr和lf，zui后一个字节也不用，故本plc程序例中发送数据为9个字节。
格式a1中各字节含义如下：
*字节为通讯请求信号enq，对应程序为  mov  h05  d200 ；
第二、第三字节为变频器00号站，对应程序为  mov  h30  d201  mov  h30  d202 ；
第四、第五字节为指令代码hfa，对应程序为  mov  h46  d203  mov  h41  d204 ；
第六、第七字节为指令代码为：正转运行h02，对应程序为  mov  h30  d205  mov  h32  d206 ；
第八、第九字节为总和校验代码，对应程序为  mov  h34  d207  mov  h39  d208 ；
当按下x0时，通讯数据被发送到变频器，变频器将正转运行；
如要进行变频器停止及反转运行程序编程，可在上面的范例程序中修改指令代码中数据内容即可实现，例如：范例中的程序修改为  mov  h30  d205    mov  h34  d206  可实现反转运行；修改为 mov  h30  d205    mov  h30  d206  实现停止（图九）；
说明：m8161=1，8位处理模式，x0为变频器正转运行控制，使用变频器通讯协议的格式a1如图十：
2）总和校验码的自动计算实例
在本例中，数据处理为8位即m8161=1，pr。123=9999，即等待时间用plc程序设定；将h05-h30－h31－h45－h31－h31－h30－h37－h41－h44分别用传送指令传到d300开始的连续10个plc的内存单元中，其总和校验码可用ccd指令自动计算出来，通过plc程序再将总和校验码转换成2个ascii码，并送到plc的对应内存单元d310，d311中，计算总和校验码plc程序如
本例的变频器等待时间由变频器设定，故上述格式中的等待时间字节无。
3）变频器运行频率的改变实例
在本例中，数据处理为8位即m8161=1，pr。123=9999，即等待时间用plc程序设定；通过触摸屏将变频器的运行频率直接写到plc内存d1000中（或使用传送指令将频率数据自动写入），asci指令将变频器的运行频率转换成4位ascii码，依次存放到plc的内存单元d305~d308中，总和校验码存放在d309、d310；总和校验计算请参照上一例的自动计算方式进行。
 

六、结论
本文讨论了plc可编程控制器与变频器的rs-485通讯功能的编程及应用，将一些厂家原本提供的资料以比较通俗易懂的语言来描述，并结合自己多年来的工作实践，提供了用于通讯控制的plc的程序及变频器的调试参数。

参考文献
1．三菱微型可编程控制器fx1s,fx1n,fx2n,fx2nc系列编程手册    2001年4月
2．三菱变频调速器fr-a500使用手册                           1998年2月