三菱 FX-PLC 與三菱變頻器的 RS-485 通訊

分類：解決方案日期：2007-06-25 00:00:00

摘要：本文介紹了三菱FX系列PLC與三菱變頻器之間RS-485通訊控制及數據格式，詳細分析了通訊控制調速系統與一般模擬量控制調速系統相比的優越性。并給出了應用實例及其PLC程序。
關鍵詞： PLC 變頻器通訊協議
一引言
在現代工業控制系統中，PLC和變頻器的綜合應用最為普遍。比較傳統的應用一般是使用PLC的輸出接點驅動中間繼電器控制變頻器的啟動、停止或是多段速；更為精確一點的一般采用PLC加D/A 擴展模塊連續控制變頻器的運行或是多臺變頻器之間的同步運行。但是對于大規模自動化生產線，一方面變頻器的數目較多，另一方面電機分布的距離不一致。采用D/A擴展模塊做同步運動控制容易受到模擬量信號的波動和因距離不一致而造成的模擬量信號衰減不一致的影響，使整個系統的工作穩定性和可靠性降低。而使用RS-485通訊控制，僅通過一條通訊電纜連接，就可以完成變頻器的啟動、停止、頻率設定；并且很容易實現多電機之間的同步運行。該系統成本低、信號傳輸距離遠、抗干擾性強。
二系統硬件組成和連接
　　系統硬件組成如圖 1 所示，主要由下列組件構成；

圖 1 ：系統硬件組成

　　1、FX2N-32MT-001 為系統的核心組成。
　　2、FX2N-485-BD 為 FX2N 系統 PLC 的通訊適配器，主要用于 PLC 和變頻器之間的數據的發送和接收。
　　3、SC09 電纜用于 PLC 和計算機之間的數據傳送。
　　4、通訊電纜采用五芯電纜自行制作。
　　下文介紹通訊電纜的制作方法和連接方式：
變頻器端的 PU 接口用于 RS485 通訊時的接口端子排定義如下圖 2 所示：（從變頻器下面看）

　　圖 2 ：變頻器接口端子排定義　　　　　　　圖 3 ： PLC 和變頻器的通訊連接示意圖

用戶自行按圖 3 所示定義五芯電纜線的一端接 FX2N-485BD ，而另一端 ( 如圖 2) 用專用接口壓接五芯電纜接變頻器的 PU 口。（將 FR-DU04 面板取下即可）
三 PLC 和變頻器之間的 485 通訊協議和數據定義
PLC 和變頻器之間進行通訊，通訊規格必須在變頻器的初始化中設定，如果沒有進行設定或有一個錯誤的設定，數據將不能進行通訊。且每次參數設定后，需復位變頻器。確保參數的設定生效。設定好參數后將按如下協議進行數據通訊。（如圖 4 ）

　　　　　　　圖 4 ： RS485 通訊協議圖

1 從 PLC 到變頻器的通訊請求數據

　　2 數據寫入時從變頻器到 PLC 的應答數據

　　3 讀出數據時從變頻器到 PLC 的應答數據

　　4 讀出數據時從 PLC 到變頻器發送數據

　　通訊數據定義如下：
　　1 控制代碼

　　2 通訊數據類型
所有指令代碼和數據均以 ASCII 碼（十六進制）發送和接收。例如：（頻率和參數）依照相應的指令代碼確定數據的定義和設定范圍。
四軟件設計
要實現 PLC 對變頻器的通訊控制，必須對 PLC 進行編程；通過程序實現 PLC 對變頻器的各種運行控制和數據的采集。 PLC 程序首先應完成 FX2N-485BD 通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉換和變頻器應答數據的處理工作。 PLC 通訊運行程序設計流程如下圖 5 ：

　　　　圖 5 ： PLC 通訊流程圖

PLC 通過 RS-485 通訊控制變頻器運行程序實例：（以指令表形式說明）。
0 LD M8002
1 MOV H0C96 D8120
6 LD X001
7 RS D10 D26 D30 D49
16 LD M8000
17 OUT M8161
19 LD X001
20 MOV H5 D10
25 MOV H30 D11
30 MOV H31 D12
35 MOV H46 D13
40 MOV H41 D14
45 MOV H31 D15
50 MPS
51 ANI X003
52 MOV H30 D16
57 MPP
58 ANI X003
59 MOV H34 D17
64 LDP X002
66 CCD D11 D28 K7
73 ASCI D28 D18 K2
80 MOV K10 D26
85 MOV K0 D49
90 SET M8122
92 END
以上程序運行時 PLC 通過 RS-485 通訊程序正轉啟動變變頻器運行，停止則由 X3 端子控制。控制指令如下表