简述PLC与变频器通讯

王 威

（广汽丰田汽车有限公司，广东广州 510000）

在工厂自动化发展的几十年里，变频器已成为工业控制不可或缺的力量，它主要承担着电机的转速控制，为输送线、滚筒线的速度进行合理的控制。由于变频器体积小，所以它被安装在控制柜内，如要对输送线的速度进行修改，必须要打开控制柜门来对变频器进行调节。在控制柜内作业，难免会发生触电危险，所以改善变频器的调节方式，是解决安全问题的首要任务。

1 解决方案

随着工业技术的不断发展，PLC 作为当今工业自动化控制的核心，安装方便且运行速度快。触摸屏通常也称之为人机界面简称HMI 是一种可视化的图形界面编程工具，PLC 和触摸屏等对现代工业生产起到了重要的作用，革命性解决了人类劳动强度以及控制精度的问题。利用PLC 与变频器之前建立通讯，在用触摸屏与PLC 连接，用触摸屏上对变频的频率进行修改，可以消除人为进入控制柜修改频率而带来的安全风险。

2 设计方案

本次以三菱FX-3U PLC、三菱E700变频器为例，采用三菱GS 触摸屏对变频器的参数进行修改，以实现对变频器的远程控制。三菱FX-3U PLC 为第三代小型PLC，不但轻巧高品质，还有多达209种功能指令，且系统构成更大。三菱E700变频器具有先进磁通矢量控制模式与自学习功能，在电动机调速方面有巨大的优势，三菱GS 触摸屏具有经济实惠，且功能齐全，

3 设计方法

首先要对PLC 与变频器建立通讯，三菱E700具有独立的PU 端口，所以可以直接通过网线的水晶头来做通讯连接，而三菱FX-3U PLC 需要外接一个FX2N485-BD 通讯板才能与变频器的PU 端口做连接如图1所示，变频器PU 接口排线如图2所示。

图1 端口连接图

图2 三菱E700 PU接口排线图

PLC 与变频器按要求连接好后，可对PLC 程序进行设计，要先设置变频器与PLC 的通讯格式，三菱PLC 与三菱变频器的通讯格式为HC096，它是由三菱变频器通讯参数（表1）与PLC 通讯格式字（表2）共同设置。

表1 三菱E700通讯参数

表2 PLC通讯格式字各位号解析

三菱E700 变频器的通讯参数设置为：117=1、118=192、119=10、120=2、121=9999、122=9999、123=9999、124=0、340=1。

HC096 设置由PLC 的通讯格式字设定，b15-b0一共有16 位，将这16 位分成4 组，每组4 个。如：b15-b12、b11-b8、b8-b5、b3-b0。数据长度b0=1为7位与停止位b3=0为1位，共同组成8位；b2b3=（11）偶校验（对应E700、B700 的120=2，对应A700 变频器的334=2），b3=0，由于变频器的波特率选择了192，对应E700 为118，A700 为332，所以b4、b5、b6、b7为1001。下一组b8与b9设置为无，b10、b11选择调制模式（RS-232C）（RS-485）所以b8、b9、b10、b11，为0011，下一组b12、b13、b14、b15 设置为0000。

D8120为PLC 的通许格式字 将所设置好的通讯格式H0C96通过传送指令传送到D8120中去。（MOV H0C96 D8120）

4 PLC程序指令介绍

（1）串行通讯传送指令RS

解读：当驱动条件成立时，告诉PLC 以S 为首址的m 个数据等待发送，并准备接受最多n 个数据，存在以D 为首址的存储器中。

（2）校验码指令CCD

解读：将以S 为首址的存储器中的n 个数据进行求和校验，和存在D 位，列偶校验码存在D+1位。

（3）ASCI 指令

解读：将存储在以S 为首地址的寄存器的十六进制字符，转换成相应ASCII 码存放在以D 为首地址的寄存器中，n 为转换的十六进制字符个数。

（4）HEX 指令

解读：把存储在以S 为首地址的寄存器中的ASCII 码转换成十六进制字符，存放在以D 为首地址的寄存器中，n 为转换的十六进制字符。

编程所需的特殊辅助继电器介绍

M8000：RUN 运行，PLC 运行中接通，可作为驱动程序的输入条件或作为PLC 运行状态显示。

M8002：初始脉冲，在PLC 接通瞬间，接通一个扫描周期，用于程序的初始化或SFC（步进指令）的初始状态激活。

D8120：通讯处理格式字存储器。1.通信前必须先将通讯格式字写入到该存储器，否则不能通信；2.通信格式字写入后，应将PLC 断电再上电，这样通信设置才有效；3.在RS 指令驱动时，不能改变D8120的设定。

M8161：1.M8161=ON，处理低8位数据；M8161=OFF，处理16位数据。2.M8161为RS、ASCI、HEX、CCD 指令通用，即这4个指令处理数据位数相同。3.如果处理低8 位数据，必须在使用RS 等指令前，先对M8161置ON。

M8122：数据发送标志继电器；M8122=ON；数据发送。1.在RS 指令驱动时，为发送等待状态；仅当M8122=ON 时数据开始发送。2.发送完毕后M8122自动复位。

M8123：数据接收标志继电器。1.数据完毕后，PLC 接收回传数据，回传数据接收完毕后M8123自动转为ON，但不能自动复位。2.M8123自动转为ON期间，应先将回传数据传至其他存储器地址后，再对M8123复位，再次转为回传数据接收等待状态。

M8011：内部10 ms 时钟脉冲继电器，当PLC 上电后（不管运行与否），自动产生周期为10 ms 的时钟脉冲。

M8012：内部100 ms 时钟脉冲继电器，当PLC上电后（不管运行与否），自动产生周期为100 ms 的时钟脉冲。

M8013：内部1 s 时钟脉冲继电器，当PLC 上电后（不管运行与否），自动产生周期为1 s 的时钟脉冲。

M8014：内部10 min 时钟脉冲继电器，当PLC上电后（不管运行与否），自动产生周期为10 min 的时钟脉冲。

5 程序设计

如图3所示。

图3 程序设计图

6 触摸屏画面设计

如图4所示：

图4 触摸屏画面设计图

7 结束语

通过用PLC 与变频器通讯通过在触摸屏上修改变频器频率，很好的解决了在控制柜内改变频器参数带来的安全问题，实现了变频器远程控制的可能，提高设备的安全等级。