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        三菱PLC、變頻器和觸摸屏通信技術的應用和研究

        2020-03-05 02:33:48
        技術與市場 2020年2期
        關鍵詞:變頻器指令

        (李錦記新會食品有限公司,廣東 江門 529100)

        0 引言

        PLC與變頻器及觸摸屏的綜合應用在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中最為廣泛。當前,變頻器的速度控制方式有以下幾種。

        1)由操作面板來進行控制,主要用于變頻器實地現(xiàn)場操作或電機頻率不需要調速的場合。

        2)由變頻器控制端子控制,經(jīng)在控制端子上連入速度組合,實現(xiàn)預置速度,并由邏輯輸入控制端子的開關狀態(tài)來實現(xiàn)電機的啟動停止與輸出頻率的變化,主要用于控制電機按預設運行方式,應用在固定頻率運行的場合。

        3)變頻器通過增加輸入電位器調節(jié)來改變運行頻率。

        4)變頻器采用Modbus RUT串行通信協(xié)議的通信系統(tǒng)進行實現(xiàn)通信調速和實現(xiàn)自動控制。

        1 Modbus 通信協(xié)議

        基于Modbus RUT串行通信協(xié)議的通信系統(tǒng),定義了一個控制器能認識的消息結構,制定了消息域格局和內容的公共格式。Modbus 通信方式采用了主機和從機之間的命令和應答的機制,一方面主站可以單獨與指定的地址的從站進行通信,如主站發(fā)出查詢或寫入從站數(shù)據(jù)的請求消息,從站收到正確消息種類進行反饋應答;另一方面,主站也能以廣播方式和所有從站設備進行通信,但從站不應答廣播消息?;诒鞠到y(tǒng)采用的硬件,本文選用采用Modbus 通信協(xié)議的RTU傳輸模式。

        2 通信線的連接

        小型的工業(yè)自動化系統(tǒng)采用Modbus RUT串行通信協(xié)議的通信系統(tǒng),由三菱1臺PLC FX3U-48MR、不多于8臺的三菱變頻器FR-A700及PLC通信模塊FX3U-485ADP-MB組成,變頻器采用485總線控制。如圖1所示,PLC是主站,變頻器是從站,主站PLC通過站號區(qū)分不同從站的變頻器,主站與任意之間均進行單向或雙向數(shù)控傳送。

        通信程序在主站上編寫,從站只需要設定相關的通信協(xié)議即可。

        圖1 變頻器RS-485總線控制系統(tǒng)

        變頻器與PLC進行通信分為1臺PLC與1臺變頻器連接和1臺PLC與多臺變頻器連接。首先,F(xiàn)X3U-485ADP-MB模塊安裝在PLC的左端擴展槽上;其次,通過雙絞線把FX3U-485ADP-MB通信模塊與變頻器端內置的RS485端子連接起來,一(主站)對一(從站)進行通信,如圖 2所示,F(xiàn)X3U-485ADP-MB模塊內置終端電阻,使其終端電阻切換開關設定為100 Ω;一(主站)N(從站)進行通信時FX3U-485ADP-MB模塊內置終端電阻,使其終端電阻切換開關設定為100 Ω,同時離PLC最遠端的變頻器接入一只100 Ω終端電阻。

        圖2 觸摸屏、PLC通信方式控制變頻器運行接線圖

        3 通信的設定

        3.1 PLC通信設定

        為實現(xiàn)PLC和變頻器之間的通信,通信雙方需要有一個“約定”,使得通信雙方在字符的數(shù)據(jù)長度、校驗方式、停止位長和波特率等方面能保持一致,而進行“約定”的過程就是通信設置。三菱FX3U -48MR PLC通信參數(shù)的設置在“H/W類型”選項中,選“RS-485”;在“傳送控制步驟”選項中,選(有CRLF);其他選項不變。

        3.2 變頻器通信參數(shù)設定

        三菱A700變頻器通信參數(shù)設定如表 1所示,在功能參數(shù)Pr.331中,根據(jù)實際站號修改參數(shù)值;在功能參數(shù)Pr.333中,將參數(shù)值修改為10;在功能參數(shù)Pr.336中,將參數(shù)值修改為9 999;其他功能參數(shù)不需要修改。

        表1 A700變頻器通信參數(shù)設定

        4 控制程序的設計

        控制程序如圖3所示。

        程序說明:PLC上電后,在M8002繼電器驅動下,PLC執(zhí)行[IVDR K1 H0 K1]指令,設置1號變頻器運行模式為通信控制。在M8000繼電器驅動下。PLC執(zhí)行[IVCK K1 H6F D0 K1]指令,監(jiān)視1號變頻器的運行頻率,該參數(shù)值存儲在D0單元中;觸摸屏通過RS422通信線讀取PLC數(shù)據(jù)寄存器D0數(shù)據(jù),在觸摸屏上顯視出變頻器的運行頻率。PLC執(zhí)行[IVCK K1 H70 D01K1]指令,監(jiān)視1號變頻器的運行電流,該參數(shù)值存儲在D1單元中;觸摸屏通過RS422通信線讀取PLC數(shù)據(jù)寄存器D1數(shù)據(jù),在觸摸屏上顯視出變頻器的運行電流。PLC執(zhí)行[IVCK K1 H6F D0 K1]指令,監(jiān)視1號變頻器的運行電壓,該參數(shù)值存儲在D2單元中;觸摸屏通過RS422通信線讀取PLC數(shù)據(jù)寄存器D2數(shù)據(jù),在觸摸屏上顯視出變頻器的運行電壓。

        按下觸摸屏按鈕M10,PLC執(zhí)行[SET M0]指令,M0線圈得電,正轉控制信號開始發(fā)送。M0線圈得電期間,PLC執(zhí)行[IVDR K1 HFA H2 K1]指令,設定1號變頻器的運行方向為正轉;PLC執(zhí)行[IVDR K1 HED K2500 K1]指令,設定1號變頻器的運行頻率為25 Hz。當M8029常開觸點瞬間閉合時,PLC執(zhí)行[RST M0]指令,使M0線圈失電,正轉控制信號發(fā)送結束。

        按下觸摸屏按鈕M11,PLC執(zhí)行[SET M1]指令,M1線圈得電,反轉控制信號開始發(fā)送。M1線圈得電期間,PLC執(zhí)行[IVDR K1 HFA H4 K1]指令,設定1號變頻器的運行方向為反轉;PLC執(zhí)行[IVDR K1 HED K3200 K1]指令,設定1號變頻器的運行頻率為32 Hz。當M8029常開觸點瞬間閉合時,PLC執(zhí)行[RST M0]指令,使M0線圈失電,反轉控制信號發(fā)送結束。

        圖3 控制程序

        按下觸摸屏按鈕M12,PLC執(zhí)行[SET M2]指令,M2線圈得電,停止控制信號開始發(fā)送。M2線圈得電期間,PLC執(zhí)行[IVDR K1 HFA H1 K1]指令,設定1號變頻器停止運行;PLC執(zhí)行[IVDR K1 HED K0 K1]指令,設定1號變頻器的運行頻率為0 Hz。當M8029常開觸點瞬間閉合時,PLC執(zhí)行[RST M2]指令,使M2線圈失電,停止控制信號發(fā)送結束。

        5 結語

        在變頻器調速控制系統(tǒng)中,通過RS-422和RS-485接口與模塊FX3U-485ADP-MB實現(xiàn)觸摸屏與PLC通信控制變頻器,充分發(fā)揮PLC與變頻器的通信功能,通過觸摸屏與PLC通信,使得觸摸屏可以控制變頻器,對PLC和變頻器進行數(shù)據(jù)監(jiān)控、控制連成人機信息交換,控制數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)可視化、智能化。

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