甄明

摘 要傳統(tǒng)變頻器控制方式主要通過開關(guān)器控制來實現(xiàn)，無法滿足電機(jī)連續(xù)平滑曲線調(diào)控的需要。本文闡述了在電機(jī)調(diào)速控制中引入松下PLC與康沃變頻器通信技術(shù)，并提出了具體的控制方案，希望能夠為相關(guān)工作人員提供有益的方法借鑒。

【關(guān)鍵詞】電機(jī) 調(diào)速控制 松下PLC 康沃變頻器

在變頻器的運(yùn)行及管理工作中，需要經(jīng)PLC輸出點(diǎn)發(fā)出不同信號組合以調(diào)控變頻器的運(yùn)行速度。在該種控制方式中，PLCI/0是實現(xiàn)控制的主要開關(guān)量，隨著變頻器的增多，需要使用的PLCI/0開關(guān)量點(diǎn)數(shù)就會增加。與傳統(tǒng)開關(guān)量控制相比較，模擬量控制能夠符合連續(xù)平滑曲線調(diào)速控制的要求，但是這種控制方式需要使用較長的控制線纜，并且主要使用的是電壓信號輸出，控制線路同時存在大電壓降問題，導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到影響。基于這種認(rèn)識，有必要探討使用性能更佳的串口及對應(yīng)的通訊方式，以實現(xiàn)PLC監(jiān)控，及時、準(zhǔn)確地獲取多臺變頻器的運(yùn)行參數(shù)。

1 電機(jī)調(diào)速控制方法設(shè)計

松下PLC主要是通過串口RS485，運(yùn)用通訊方式來控制變頻器，相較于RS232接口，通訊接口RS485的傳輸距離更長，傳輸速度較快，而且具有很好的抗干擾性能，使用便利、成本低廉。運(yùn)用通訊方式，通過該接口可以實現(xiàn)對康沃變頻器的控制，而且可以同時獲取多臺變頻器的監(jiān)控信息及運(yùn)行參數(shù)。

這種電機(jī)調(diào)速控制方式含有PLC的通信模塊（AFPX-COM3）、松下可編程控制器（FP-X C60R）以及康沃變頻器（CVF-S1），在PLC與康沃變頻器之間，利用通信方式控制電機(jī)調(diào)速和正反轉(zhuǎn)，其中康沃變頻器為從站，PLC為主站，控制形式為點(diǎn)對點(diǎn)，主站通過通信途徑發(fā)送控制命令到從站，從而完成電機(jī)變頻調(diào)速控制過程。

2 變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)置

變頻器可以通過主站或者控制面板兩種方式來進(jìn)行通信初始化設(shè)置。通過控制面板來進(jìn)行初始化設(shè)置，主要含有以下步驟，即：通過控制面板設(shè)置[b-0]=2，選擇變頻器運(yùn)行參數(shù)和高級運(yùn)行參數(shù)；通過控制面板設(shè)置[b-1]=7，輸入頻率選擇相應(yīng)的通道，給定通訊；通過控制面板設(shè)置[b-2]=2，運(yùn)行控制命令，將其輸入通道，實現(xiàn)通訊控制；通過控制面板設(shè)置[H-65]=0，將本機(jī)地址設(shè)置為0；通過控制面板設(shè)置[H-66]=0，設(shè)置數(shù)據(jù)格式為無校驗；通過控制面板設(shè)置[H-67]=3，設(shè)置波特率為9600bps；設(shè)置[H-68]=0，設(shè)置連動控制主站；最后，設(shè)置[H-70]=0，即通訊接口斷線動作模式，保持原狀態(tài)。

3 PLC相關(guān)參數(shù)設(shè)置

采用PLC主站的系統(tǒng)寄存器來設(shè)置其通信口波特率和數(shù)據(jù)格式等相關(guān)參數(shù)，具體操作方法為：FP-X C60R軟件主界面-“選項”-“系統(tǒng)寄存器設(shè)置”。再將通信模式設(shè)置為通用通信模式，選擇8位數(shù)據(jù)長度的通信格式，其余參數(shù)包括：停止位：1位；起始符：無STX；結(jié)束符：CR；通信速率：9600bps；在串行通信模式下，接收緩沖區(qū)的容量設(shè)置為2048，起始地址設(shè)置為1000。

4 主站與從站間的通信協(xié)議

一般情況下，通信協(xié)議是指含有數(shù)據(jù)格式、傳輸方式、數(shù)據(jù)同步方法、傳輸步驟和速度、控制字符定義以及糾錯形式等內(nèi)容在內(nèi)的通信約定，康沃變頻器從站的串行通訊協(xié)議內(nèi)容主要包括：

（1）廣播格式；

（2）編碼方法：動作功能代碼、數(shù)據(jù)傳輸以及檢錯。

（3）從機(jī)響應(yīng)結(jié)構(gòu)：動作確認(rèn)、反饋數(shù)據(jù)以及校錯。

在該串行通訊協(xié)議中，協(xié)議建立只能通過一個PLC完成，從機(jī)通過數(shù)據(jù)提供來響應(yīng)主機(jī)發(fā)出的控制命令，或發(fā)出動作來執(zhí)行主機(jī)命令。主機(jī)可以單獨(dú)訪問網(wǎng)絡(luò)中的某個從機(jī)，也可以向全部從機(jī)發(fā)送廣播信息，從而實現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)之間的通信。

5 通信方式

通過松下PLC與康沃變頻器通信方式進(jìn)行電機(jī)調(diào)速控制，這種電機(jī)調(diào)速控制方式需含有PLC的通信模塊（AFPX-COM3），即松下PLC通訊接口的通信模塊，還要按照S+、S-接口要求進(jìn)行連接。同時，還需采用松下PLC專用FI59串行通信指令來進(jìn)行軟件編程，根據(jù)串行通訊協(xié)議中報文結(jié)構(gòu)的形式，發(fā)送給從站康沃變頻器的命令幀為數(shù)據(jù)代碼。

以變頻器運(yùn)行頻率為10.30Hz為例，編制主站PLC的通信程序，需將對應(yīng)的命令幀通過高級指令寫入系統(tǒng)寄存器中，再通過串行通信指令發(fā)送至康沃變頻器。在發(fā)送過程中，命令幀開頭以5AH為起始字節(jié)，依次為低字節(jié)和高字節(jié)，從站變頻器的機(jī)號為零，再輸入具體的操作字或者狀態(tài)字，該數(shù)據(jù)含義可反映出PLC控制變頻器運(yùn)行，或者提示變頻機(jī)恢復(fù)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)據(jù)第1位代表正轉(zhuǎn)運(yùn)行設(shè)置，第4位表示為主站有效控制從站，這兩位設(shè)置為1，其余位設(shè)置為0，從而操作字（狀態(tài)字）根據(jù)十六進(jìn)制可轉(zhuǎn)化為0012，按照低字節(jié)-高字節(jié)的順序排列，第76位為校驗數(shù)據(jù)。在主機(jī)發(fā)送控制命令過程中，1000ms內(nèi)主機(jī)至少發(fā)送一幀數(shù)據(jù)，若在1000ms內(nèi)從機(jī)未接收主機(jī)的命令，則提示為斷線。在進(jìn)行PLC編程時，先在數(shù)據(jù)寄存器中存放數(shù)據(jù)幀，存放地位為DT1～DT6，總共占用11個字節(jié)位置。

數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)備工作完成后，F(xiàn)P-X可編程控制器通過F159發(fā)出串行通信指令，采用COM1口，設(shè)置參數(shù)為KI，數(shù)據(jù)寄存器為DT。在數(shù)據(jù)幀發(fā)送過程中，數(shù)據(jù)表中自S地址回路出現(xiàn)的n個字節(jié)數(shù)據(jù)開始通過PLC發(fā)出，在發(fā)送命令時，可以自動添加起始字符，但是最大發(fā)送字節(jié)不會超過2048，在接受返回的數(shù)據(jù)時，PLC主要通過標(biāo)志位開關(guān)控制，當(dāng)標(biāo)志位切換至“OFF”狀態(tài)時，就開始從通訊接口接收數(shù)據(jù)，同時通過自動存儲功能在系統(tǒng)寄存器中保存指定數(shù)據(jù)，主站可接收的最大字節(jié)為4096。因此，通過控制程序編制過程可知，對于處于不同運(yùn)轉(zhuǎn)方向或者頻率狀態(tài)下的康沃變頻器，只需通過修改其控制程序中的DT4和DT5參數(shù)就能有效地連接多種復(fù)雜運(yùn)行規(guī)律的程序段，完成電機(jī)變頻控制過程。

綜上所述，目前，基于松下PLC與康沃變頻器通信方式已在變頻器調(diào)速控制中得到較為廣泛的應(yīng)用，該種控制方式接線方式簡單，成本較低，在很大程度上降低了變頻器調(diào)速控制的復(fù)雜程度，同時還滿足了多臺變頻器同時調(diào)速控制的需要，具有很好的應(yīng)用和發(fā)展前景。

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作者單位

河北省科技工程學(xué)校 河北省保定市 071000