基于RS485总线PLC与多台变频器通信应用分析

刘洪强

（唐山三友远达纤维有限公司，河北 唐山 063305）

1 引言

在工业自动化控制领域中，RS485总线通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点、双向通信。本文主要以西门子S7-300PLC与PowerFlex 400P变频器的通信为例，来阐述采用Modbus协议实现串行通信的方法。

2 Modbus协议简介

Modbus协议传输模式主要有ASCII模式和RTU模式两种。其中RTU模式直接按十六进制符号发送，无需转换成ASCII码，现如今智能仪表、变频器以及PLC等工控设备大多支持Modbus RTU格式。

Modbus通信协议是一种主从式、半双工通信协议，即仅主站能初始化查询，从站根据主站查询提供的数据做出相应的反应。此控制系统中主站是S7-300PLC，从站是PowerFlex 400P变频器（如图1所示），理论上一个Modbus系统中可以有一台主站和多至247台从站。

图1 S7-300PLC与PowerFlex 400P变频器的通信

3 PowerFlex 400P变频器中Modbus的应用

3.1 硬件连接

PowerFlex 400P变频器采用内置RS485作为Modbus的物理接口，支持RTU的传输模式。硬件上，变频器的DSI接口用于RS485通信，网络连线由屏蔽的双绞线组成，节点到节点之间成菊花链连接，方式如图2所示。

图2 PowerFlex 400P的RS485连接图

3.2 通信设置

硬件连接好后，要激活变频器与外部设备之间的Modbus通信，需要设置如下参数（见表1）。

表1

表2

3.3 技术参数

4 S7-300 PLC中Modbus的应用

S7-300PLC本身不支持RS485通信，需要通过串行通讯模板CP341来实现。

4.1 Step7组态设置

进入硬件配置画面，双击CP341模板，点击Parameter…配置参数，在Protocol选型中选择MODBUS Master，参照变频器设置波特率、数据位、停止位、奇偶校验等内容，设置好后需要通过Load Drivers装载到PLC中。

4.2 程序设计

本文主要采用Modbus主站轮询方式通过FB7/FB8功能块进行读取/发送数据。其中轮询方式采用如图3所示。在系统初始化完成后，手动启动第一次轮询作业，先轮询1#从站。给1#从站发送查询请求后，等待1#从站的响应，如果在指定的延时时间内接收到1#从站返回的数据，则执行2#从站。如果在指定时间内不能接收到从站的返回数据或接收错误，则跳过本站，执行下一个从站。

图3 主站轮询流程

结语

利用RS485总线实现了软水站的自动化控制，同时减少了大量的I/O卡件，节省配线，提高了控制系统的抗干扰能力，为实现生产过程的自动化、智能化创造了条件，应用前景十分广泛。

[1]廖常初.西门子S7-300/400 PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]向晓汉.西门子PLC工业通信完全精通教程[M].北京：化学工业出版社，2013.

[3]廖常初.西门子工业通信网络组态编程与故障诊断[M].北京：机械工业出版社，2011.