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基於RS485 的PLC 與變頻器（qì）通訊實現

2019-9-2 來源（yuán）：山東水利技師學院作者：王國軍

【摘要】: 在數控機床中，以三相異步電動機為控製對象，通過PLC 與變頻器的通訊連接和編程測試（shì），實（shí）現了（le）PLC 與變頻器之間（jiān）的基於RS485 專用通（tōng）訊協議方式（shì）的通訊，測試程序穩定，可實時（shí）監控變頻（pín）器參數。

【關鍵詞】:RS485、變頻器、PLC、通訊

數控機床中（zhōng）主軸的旋轉運動大多是由三相異步電動機所驅動，三相異步電動機由（yóu）PLC 與變頻器控製。PLC 與變頻（pín）器之間的控製（zhì）方（fāng）式也多種多樣，有I/O 控製、模擬量控製（zhì）和通訊控製等（děng）多種控製方式，根據不同的應（yīng）用場合可選擇不（bú）同（tóng）的控製方式。本文介紹三（sān）菱PLC 與三菱FR-E740變頻器之（zhī）間的三（sān）種控製方式，重點對基於RS485的專用協議通訊進行具體介紹。

1．PLC控製變頻器的常用方法

PLC 控製變頻器的方（fāng）法（fǎ）有以下三種控製方式:

（1）I/O控製

I/O 控製是一種最簡單和最直接的控製方式，不需要通訊協議，隻要將PLC 與變頻器（qì）進行簡單的點對點連（lián）接就可以。在（zài）PLC 的編程軟件中寫（xiě）好程序，由輸出繼電器的輸出點高低電（diàn）平的組合對變頻器的RH、RM、RL 等點的控製實現7段速的控製，或者通過輸出繼電器的輸（shū）出點高低電平的組合對變（biàn）頻器的RH、RM、RL、REX 等點的（de）控製實現15 段速的控製。這種控製方式的缺點是通訊距（jù）離較短，控製速度值一定，不能實（shí）現平滑控製，也不能進行變頻器參數（shù）值（zhí）的監控。

（2）模擬量控製

模擬量一般是由傳感器變換出來的（de），例（lì）如壓力傳感器、溫度傳感器（qì）、速度（dù）傳感器（qì），這些傳感器把測量出來（lái）的實際壓力、溫度等轉換（huàn）成0~5V、0~10V、0~20mA、4~20mA 等，變頻器可根據這些輸入（rù）信號控製電機的轉速。模擬（nǐ）量比通訊容易（yì）受幹擾，尤其是電壓信號，通常都需要進行屏蔽、隔（gé）離、濾（lǜ）波的方式（shì）進行處理。

（3）通訊控製

三菱PLC 與三菱變頻器的通訊可以采用常用的MODBUS-RTU 通訊，也可以采用三菱專用協議通訊（xùn）。MODBUS-RTU 通訊方（fāng）式程序編寫（xiě）較為複雜（zá），對於沒有專用通（tōng）訊協議的情況下，可采用（yòng）MODBUS-RTU 通訊，通訊距離較遠（可達500m），速（sù）度高，成本低，穩（wěn）定性好（hǎo），所以在（zài）工業控製中是較為常用的一種通訊控製協議。本文重點介紹三菱專用協議（yì）通訊方式（shì）。

2．基於RS485的三菱專用協議通訊

（1）PLC與變頻器（qì）的接線

在三菱FX3U 的左側擴展FX3U-485ADP型（xíng）RS-485 通信用特殊適配器，該適配器通訊距離500m, 最（zuì）多可（kě）連（lián）接8 台（tái）變頻器（qì）。PLC、變頻器通訊通過網線連接（網線的RJ45 接頭連接至變頻器、另一（yī）端接FX3U-485ADP 通訊模塊）。2、8 號插針為操作（zuò）麵板或參數單元用電源。進行（háng）RS-485 通訊時請不要使用。如果接入（rù）使用，可（kě）能或導致（zhì）變頻器無法動作或（huò）損壞。變頻器與FX3U-485ADP 的接線對應如表一所示（shì）。變頻器本體網線插座，從下麵看，如圖一所示。

圖（tú）一

（2）變頻（pín）器參數

為了正確的建立 PLC 與變頻器之間的通訊,必須在變頻器中設置與通（tōng）訊有關的（de）參數。相關三菱（líng）FR-E740 的參數設置如下:

P79 模式選擇為6;p117 通（tōng）訊站號選擇為1;p118 通訊站好選擇為192 或96（要與PLC的通訊參數一致）;p120 通訊停止位長選擇（zé）為1;p120 通訊奇偶校驗選擇為2;p120-p123 全部選擇為9999;p124 通訊（xùn）有無CR/LF 選擇為1;p549 協議選擇為0;p340 通訊啟動模式選擇為10。參數設置（zhì）好後（hòu）要進行重（chóng）啟變頻器。

（3）PLC編程軟件GX-Developer通訊參數設置

PLC 通（tōng）訊參數設置在PLC 係統（2）中首先選（xuǎn）擇通道一（CH1）或（huò）通道二（CH2），這個根據FX3U-485ADP 與PLC 本體的連接，靠近PLC 本體的模（mó）塊選擇通道一。①協議（yì）為無協議通信（xìn）; ②數據長度（dù）為 8 位; ③奇偶（ǒu）校驗為偶數; ④停止（zhǐ）位（wèi）為 2 位; ⑤傳輸速率為 19200 bps; ⑥ H/W 類型為 RS-485; ⑦ 傳送控（kòng）製順序為格（gé）式4（CR/LF 有）⑧站號設置為 00; ⑨超時判定時間為 1。

（4）PLC與變頻（pín）器的通訊程序

PLC 與變頻器（qì）之間采用主從通訊方式控製三相異步電機，PLC 和變（biàn）頻器設置（zhì）相（xiàng）關參數（shù）完成後，組（zǔ）態觸摸屏進行了通訊（xùn）測試，在觸摸屏上（shàng）的正轉、反轉和停止按鈕（niǔ）分別用M1、M2、M3 三個變量連接（jiē）程序; 觸摸屏上的頻率參數設置輸（shū）入框用M20 來連接（jiē）程序變量; 用D0 數據寄存（cún）器連接程序，用於觸（chù）摸屏手動輸入頻率值;D200、D202、D204 分別（bié）對應觸摸屏上（shàng）的電流、電壓和頻（pín）率監控輸出框寄存器變量; 通訊示例程序如下:

3．結論

PLC 與變頻器間采用RS485 通（tōng）訊，通訊速度高、距離長、抗幹擾能力強，通過上述（shù）程（chéng）序的測試，運行穩定，成本較低，通過觸摸（mō）屏就可實現對變頻器控製和多種參數的（de）監控。

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