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在变频器网络控制中PLC的通信程序如何设计?

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2017-02-20 14:51:00    点击数:-   【
随着PLC技术的不断发展,越来越显示其强大的核心控制功能,PLC和其他设备之间的连接已经从比较烦琐的传统I/O方式向越来越受欢迎的简洁先进的通信方式过渡,不仅为设计者节省了大量的硬件成本,更能为远程控制,组网提供了可能,使控制系统更加无缝地融为一体。
本文主要通过艾默生PLC和多台艾默生变频器组网通信(以MODBUS协议方式)为例,说明PLC和多台变频器网络控制的通信程序的设计方法。
一、 MODBUS协议简要介绍
Modbus协议由美国著名的MODICON公司提出,通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控,它已经成为一通用工业标准。控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备:IPC,HMI,PLC等;典型的从设备:各种仪表,PLC,变频器等。主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回一消息作为回应,如果是以广播方式查询的,则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询和从设备回应的格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。Modbus协议同时支持RTU模式和ASCII模式,RTU模式对应的帧格式如下:(ASCII模式介绍省略)

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更详细的说明请查阅MODBUS协议的有关资料。
二、 艾默生PLC集成的MODBUS协议功能
艾默生EC20系列PLC的通信口COM 1集成了MODBUS主站协议, 在编程时先在编程软件的系统块里进行设置具体如下:系统块—》“通信口”菜单—》“通信口1参数设置”菜单—》 选“MODBUS协议”—》 进行“MODBUS设置”—》 进行通信参数和(主模式)站号等设置即可。
然后利用MODBUS指令进行编程-----------MODBUS (S1) (S2)(S3)各参数含义如下:
S1 指定的通讯通道;
S2 发送数据起始地址;
S3 接收数据起始地址;
MODBUS指令发送过程中,自动加上所需的起始字符,结束字符和校验和;发送的数据,不需设定发送的数据长度,系统会根据功能码自动按系统内部设定长度进行发送。
2个重要的通信标志:SM135-- MODBUS的通讯成功标志位,通讯成功时置位,不会自动复位,所以在发送数据的时候要进行一次复位;SM136—MODBUS的通信错误标志位,通信错误(包括从设备没有回应)时置位,不会自动复位,所以在接收数据的时候要进行一次复位;
三、 艾默生变频器通信协议
艾默生公司生产的EV系列变频器都集成MODBUS协议,且提供RS232C和RS485通信口供用户选择,所以通过PLC和变频器通信的方式完成控制比较简单经济,而且显得系统比较高档,下面简单介绍其协议:
1. 支持MODBUS RTU和ASCII格式;
2. 参数的MODBUS协议地址影射规则:变频器的功能码参数、控制参数和状态参数都映射为Modbus的读写寄存器。变频器功能码的组号映射为寄存器地址的高字节,组内索引映射为寄存器地址的低字节。变频器的控制参数和状态参数均虚拟为变频器功能码组。功能码组号与其映射的寄存器地址高字节的对应关系如下:F0组:0x00;F1组:0x01;F2组:0x02;F3组:0x03;F4组:0x04;F5组:0x05;F6组:0x06;F7组:0x07;F8组:0x08;F9组:0x09;FA组:0x0A;Fb组:0x0B;FC组:0x0C;Fd组:0x0D;FE组:0x0E;FF组:0x0F;FH组:0x10;FL组:0x11;Fn组:0x12;FP组:0x13;FU组:0x14;变频器控制参数组:0x32;变频器状态参数组:0x33。例如变频器功能码参数F3.02的寄存器地址为0x302,变频器功能码参数FF.01的寄存器地址为0xF01。
3. 支持的功能码如下:

001(1).jpg

 


4. 具体的协议介绍请参考艾默生变频器用户手册;
四、 程序流程图
主设备对从设备的消息查询命令主要分为2大类,连续命令序列和随机命令序列。
连续命令序列: 主设备需要定时或连续向从设备发送的命令序列。特点是周期性,连续性。如PLC对变频器读取运行频率命令,运行状态命令等。
随机命令序列: 主设备不定时或随机向从设备发送的命令序列。特点是不定时性,随机性。如PLC对变频器的启停控制,改写频率或其他参数等。
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