PLC与变频器直接通讯程序的设计

李其杰（广东阳春轴承股份有限公司，广东阳春529600）

PLC与变频器直接通讯程序的设计

李其杰
（广东阳春轴承股份有限公司，广东阳春529600）

针对变频器的频率调整，介绍了一种PLC与变频器组成的通讯网络，可达到简单、灵活地调整变频器输出频率的目的，并给出了设计的方法和PLC的程序。

PLC；变频器；网络；通讯协议

PLC和变频器是当今工业自动化控制领域十分常见的部件。早期，调整变频器的运行频率的方法有：利用变频器的键盘直接输入频率；利用变频器自带的电位器或外接的电位器调整频率。这些方法简单方便，但缺点是不够直观，且只能手动调节。后来，随着技术的发展和触摸屏等新部件的普及，又出现了一些新的调整频率的方法[1]。采用PLC和变频器直接通讯来改变频率的方法，进行了试验，其原理是：在触摸屏上输入频率数值并自动传送至PLC保存，PLC则和多台变频器组成直接通讯网络，并在运行中将频率数值写入变频器，从而实现变频调速。

1　系统硬件构成

系统由一台三菱GT1150触摸屏、一台三菱FX1N-60MR PLC和两台三菱FR-D720S-1.5K变频器组成。其中PLC上安装FX1N-485-BD通讯板，变频器自带RS485接口，通过通讯电缆把PLC和两台变频器连接起来组成网络，PLC作为通讯的主站，两台变频器分别作为从站1、从站2。

2　变频器参数设置

变频器里与通讯有关的参数设置如表1[2]。

3　通讯协议

RS485是一种通用的串行通讯标准，主站和从站的通讯过程最多可分为5个阶段：①主站发出通讯请求；②从站处理等待；③从站作出应答；④主站处理等待；⑤主站作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程[3]。

在PLC和变频器组成的通讯网络中，执行变频器数据读、写的操作时，均由PLC发出请求，变频器则被动接受请求并作出应答。其中，写运行频率的命令格式为：

ENQ站号控制字等待时间数据校验和数据位1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

其中，由于变频器的123号参数已把通讯等待时间设为2秒，上述命令格式不用设置等待时间，故数据位数减少1位共11位。

另外，与通讯有关的PLC软元件有：特殊辅助继电器M8161设定数据模式，ON时为8位数据，OFF时为16位数据；M8122是数据传送标志，M8123是接收结束标志。特殊数据寄存器D8120设定PLC的通讯格式，格式要和变频器的设定一致，故共16位数据应从高至低设为0000 1100 1000 1110，转化为16进制为H0C8E[4]。

4　PLC程序设计

变频器的频率数值在触摸屏上输入，操作界面如图1所示，左边四个数值输入按钮可设置工件电机和摆头电机的高低速所对应的频率，对应的PLC地址是D4007、D4005、D4017、D4015。两个频率设定按钮的PLC地址是M1101、M1102，高速、低速发送按钮的PLC地址是M1002、M1001。

图1　触摸屏界面

与频率设置有关的PLC程序如图2所示，从触摸屏输入的高低速频率保存在D4007、D4005、D4017、D4015，先把这四个频率传送至D4003、D4001、D4013、D4011暂存。当在触摸屏上触动频率设定按钮，相应的M1101和M1102为“ON”，低速频率D4001、D4011送至D1120，高速频率D4003、D4013送至D1128。站号是区分变频器的标记，D3500中存放站号“1”和“2”，数字1和2的ASCⅡ码是H31和H32，所以把H31、H32存入D3500。

图2　PLC程序

控制PLC把频率发送到变频器的程序如图3、图4所示。

图3　PLC程序

首先，把D8120设为H0C8E，就设定了通讯格式；把M8161设为ON，就设定了通讯采用8位数据方式。RS指令设定了发送数据的地址是D3000起共12位，接收地址是D3100起共10位。

这样，按设定的通讯格式，传送数据中每一数据寄存器的功能就确定了。D3000存放通讯请求代码ENQ，ENQ的ASCⅡ码是H05，所以把H05存入D3000；D3001、D3002存放站号01、02，把0（代码H30）存入D3001，把原先存有站号1、2的D3500存入D3002；D3003、D3004存放指令，写高速频率的指令是84（代码H38、H34），写低速频率的指令是86（代码H38、H36），所以把H38存入D3004，把H34、H36分别存入D3004。D3005至D3008共四单元存放频率数值，存放低速频率的D1120和存放高速频率的D1128，转换成ASCⅡ码并分别存入这四个单元中。最后是计算校验和，D3301至D3308八个单元相加，存放在D3301中，再把D3301转换成ASCⅡ码并把低两位数字存入D3009、D3010两单元中作为校验和。

图4　PLC程序

5　结束语

由PLC和变频器组成的通讯网络，在轴承超精机上得到成功的应用，系统运行稳定，操作简单灵活。另外，在实际应用中，网络连接的变频器可扩展至多台；除了写频率参数指令，还有启停变频器、读写各种参数等丰富的指令可供使用。这些都为提高系统操作的智能化提供了方便。

［1］杨守镇，康正坡.一种复合式超精研机电动机变速控制方式［J］.轴承，2013（9）：16-18.

［2］三菱电机.三菱通用变频器FR-D700使用手册［Z］. 2008.

［3］三菱电机.三菱变频器通讯技术手册［Z］.2008.

［4］三菱电机.FX通讯（RS-232C，RS485）用户手册［Z］.2001.

(编辑：向飞)

Design of Direct Communication Program of PLC and Inverter

LI Qi-jie
（Guangdong Yangchun Bearing Co.，Ltd.，Yangchun529600，China）

For the purpose of inverter frequency adjustment，this paper introduces a communications network consisting of PLC and inverter that can achieve the purpose of simply and flexibly adjustment for the inverteroutput frequency，and designmethodsand the PLC program aregiven.

PLC；inverter；network；communication protocol

TN773

A

1009－9492(2015)06－0087－03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.022

2014－12－01

李其杰，男，1969年生，广东阳春人，大学专科，工程师。研究领域：机电一体化技术。