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        PLC與變頻器直接通訊程序的設(shè)計(jì)

        2015-09-16 00:42:36李其杰廣東陽春軸承股份有限公司廣東陽春529600
        機(jī)電工程技術(shù) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:陽春三菱觸摸屏

        李其杰(廣東陽春軸承股份有限公司,廣東陽春529600)

        PLC與變頻器直接通訊程序的設(shè)計(jì)

        李其杰
        (廣東陽春軸承股份有限公司,廣東陽春529600)

        針對變頻器的頻率調(diào)整,介紹了一種PLC與變頻器組成的通訊網(wǎng)絡(luò),可達(dá)到簡單、靈活地調(diào)整變頻器輸出頻率的目的,并給出了設(shè)計(jì)的方法和PLC的程序。

        PLC;變頻器;網(wǎng)絡(luò);通訊協(xié)議

        PLC和變頻器是當(dāng)今工業(yè)自動化控制領(lǐng)域十分常見的部件。早期,調(diào)整變頻器的運(yùn)行頻率的方法有:利用變頻器的鍵盤直接輸入頻率;利用變頻器自帶的電位器或外接的電位器調(diào)整頻率。這些方法簡單方便,但缺點(diǎn)是不夠直觀,且只能手動調(diào)節(jié)。后來,隨著技術(shù)的發(fā)展和觸摸屏等新部件的普及,又出現(xiàn)了一些新的調(diào)整頻率的方法[1]。采用PLC和變頻器直接通訊來改變頻率的方法,進(jìn)行了試驗(yàn),其原理是:在觸摸屏上輸入頻率數(shù)值并自動傳送至PLC保存,PLC則和多臺變頻器組成直接通訊網(wǎng)絡(luò),并在運(yùn)行中將頻率數(shù)值寫入變頻器,從而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

        1 系統(tǒng)硬件構(gòu)成

        系統(tǒng)由一臺三菱GT1150觸摸屏、一臺三菱FX1N-60MR PLC和兩臺三菱FR-D720S-1.5K變頻器組成。其中PLC上安裝FX1N-485-BD通訊板,變頻器自帶RS485接口,通過通訊電纜把PLC和兩臺變頻器連接起來組成網(wǎng)絡(luò),PLC作為通訊的主站,兩臺變頻器分別作為從站1、從站2。

        2 變頻器參數(shù)設(shè)置

        變頻器里與通訊有關(guān)的參數(shù)設(shè)置如表1[2]。

        3 通訊協(xié)議

        RS485是一種通用的串行通訊標(biāo)準(zhǔn),主站和從站的通訊過程最多可分為5個(gè)階段:①主站發(fā)出通訊請求;②從站處理等待;③從站作出應(yīng)答;④主站處理等待;⑤主站作出應(yīng)答。根據(jù)不同的通訊要求完成相應(yīng)的過程[3]。

        在PLC和變頻器組成的通訊網(wǎng)絡(luò)中,執(zhí)行變頻器數(shù)據(jù)讀、寫的操作時(shí),均由PLC發(fā)出請求,變頻器則被動接受請求并作出應(yīng)答。其中,寫運(yùn)行頻率的命令格式為:

        ENQ站號控制字等待時(shí)間數(shù)據(jù)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)位1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

        其中,由于變頻器的123號參數(shù)已把通訊等待時(shí)間設(shè)為2秒,上述命令格式不用設(shè)置等待時(shí)間,故數(shù)據(jù)位數(shù)減少1位共11位。

        另外,與通訊有關(guān)的PLC軟元件有:特殊輔助繼電器M8161設(shè)定數(shù)據(jù)模式,ON時(shí)為8位數(shù)據(jù),OFF時(shí)為16位數(shù)據(jù);M8122是數(shù)據(jù)傳送標(biāo)志,M8123是接收結(jié)束標(biāo)志。特殊數(shù)據(jù)寄存器D8120設(shè)定PLC的通訊格式,格式要和變頻器的設(shè)定一致,故共16位數(shù)據(jù)應(yīng)從高至低設(shè)為0000 1100 1000 1110,轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為H0C8E[4]。

        4 PLC程序設(shè)計(jì)

        變頻器的頻率數(shù)值在觸摸屏上輸入,操作界面如圖1所示,左邊四個(gè)數(shù)值輸入按鈕可設(shè)置工件電機(jī)和擺頭電機(jī)的高低速所對應(yīng)的頻率,對應(yīng)的PLC地址是D4007、D4005、D4017、D4015。兩個(gè)頻率設(shè)定按鈕的PLC地址是M1101、M1102,高速、低速發(fā)送按鈕的PLC地址是M1002、M1001。

        圖1 觸摸屏界面

        與頻率設(shè)置有關(guān)的PLC程序如圖2所示,從觸摸屏輸入的高低速頻率保存在D4007、D4005、D4017、D4015,先把這四個(gè)頻率傳送至D4003、D4001、D4013、D4011暫存。當(dāng)在觸摸屏上觸動頻率設(shè)定按鈕,相應(yīng)的M1101和M1102為“ON”,低速頻率D4001、D4011送至D1120,高速頻率D4003、D4013送至D1128。站號是區(qū)分變頻器的標(biāo)記,D3500中存放站號“1”和“2”,數(shù)字1和2的ASCⅡ碼是H31和H32,所以把H31、H32存入D3500。

        圖2 PLC程序

        控制PLC把頻率發(fā)送到變頻器的程序如圖3、圖4所示。

        圖3 PLC程序

        首先,把D8120設(shè)為H0C8E,就設(shè)定了通訊格式;把M8161設(shè)為ON,就設(shè)定了通訊采用8位數(shù)據(jù)方式。RS指令設(shè)定了發(fā)送數(shù)據(jù)的地址是D3000起共12位,接收地址是D3100起共10位。

        這樣,按設(shè)定的通訊格式,傳送數(shù)據(jù)中每一數(shù)據(jù)寄存器的功能就確定了。D3000存放通訊請求代碼ENQ,ENQ的ASCⅡ碼是H05,所以把H05存入D3000;D3001、D3002存放站號01、02,把0(代碼H30)存入D3001,把原先存有站號1、2的D3500存入D3002;D3003、D3004存放指令,寫高速頻率的指令是84(代碼H38、H34),寫低速頻率的指令是86(代碼H38、H36),所以把H38存入D3004,把H34、H36分別存入D3004。D3005至D3008共四單元存放頻率數(shù)值,存放低速頻率的D1120和存放高速頻率的D1128,轉(zhuǎn)換成ASCⅡ碼并分別存入這四個(gè)單元中。最后是計(jì)算校驗(yàn)和,D3301至D3308八個(gè)單元相加,存放在D3301中,再把D3301轉(zhuǎn)換成ASCⅡ碼并把低兩位數(shù)字存入D3009、D3010兩單元中作為校驗(yàn)和。

        圖4 PLC程序

        5 結(jié)束語

        由PLC和變頻器組成的通訊網(wǎng)絡(luò),在軸承超精機(jī)上得到成功的應(yīng)用,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,操作簡單靈活。另外,在實(shí)際應(yīng)用中,網(wǎng)絡(luò)連接的變頻器可擴(kuò)展至多臺;除了寫頻率參數(shù)指令,還有啟停變頻器、讀寫各種參數(shù)等豐富的指令可供使用。這些都為提高系統(tǒng)操作的智能化提供了方便。

        [1]楊守鎮(zhèn),康正坡.一種復(fù)合式超精研機(jī)電動機(jī)變速控制方式[J].軸承,2013(9):16-18.

        [2]三菱電機(jī).三菱通用變頻器FR-D700使用手冊[Z]. 2008.

        [3]三菱電機(jī).三菱變頻器通訊技術(shù)手冊[Z].2008.

        [4]三菱電機(jī).FX通訊(RS-232C,RS485)用戶手冊[Z].2001.

        (編輯:向飛)

        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,廣東陽春人,大學(xué)???,工程師。研究領(lǐng)域:機(jī)電一體化技術(shù)。

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