PLC在變頻器網(wǎng)絡控制中的通信程序設計
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隨著PLC技術的不斷發(fā)展，越來越顯示其強大的核心控制功能，PLC和其他設備之間的連接已經(jīng)從比較煩瑣的傳統(tǒng)I/O方式向越來越受歡迎的簡潔先進的通信方式過渡，不僅為設計者節(jié)省了大量的硬件成本，更能為遠程控制，組網(wǎng)提供了可能，使控制系統(tǒng)更加無縫地融為一體。
本文主要通過艾默生PLC和多臺變頻器組網(wǎng)通信（以MODBUS協(xié)議方式）為例，說明PLC和多臺變頻器網(wǎng)絡控制的通信程序的設計方法。
一、 MODBUS協(xié)議簡要介紹
Modbus協(xié)議由美國著名的MODICON公司提出，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間可以通信，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控，它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標準?？刂破魍ㄐ攀褂弥?mdash;從技術，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢）。其它設備（從設備）根據(jù)主設備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應反應。典型的主設備：IPC，HMI，PLC等；典型的從設備：各種儀表，PLC，變頻器等。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。Modbus協(xié)議建立了主設備查詢和從設備回應的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯誤檢測域。Modbus協(xié)議同時支持RTU模式和ASCII模式，RTU模式對應的幀格式如下：（ASCII模式介紹省略）
更詳細的說明請查閱MODBUS協(xié)議的有關資料（或登陸網(wǎng)站www.modbus.org）。
二、 艾默生PLC集成的MODBUS協(xié)議功能
艾默生EC20系列PLC的通信口COM 1集成了MODBUS主站協(xié)議， 在編程時先在編程軟件的系統(tǒng)塊里進行設置具體如下：系統(tǒng)塊—》“通信口”菜單—》“通信口1參數(shù)設置”菜單—》 選“MODBUS協(xié)議”—》 進行“MODBUS設置”—》 進行通信參數(shù)和（主模式）站號等設置即可。
然后利用MODBUS指令進行編程-----------MODBUS （S1） （S2）（S3）各參數(shù)含義如下：
S1 指定的通訊通道;
S2 發(fā)送數(shù)據(jù)起始地址;
S3 接收數(shù)據(jù)起始地址;
MODBUS指令發(fā)送過程中，自動加上所需的起始字符，結(jié)束字符和校驗和；發(fā)送的數(shù)據(jù)，不需設定發(fā)送的數(shù)據(jù)長度，系統(tǒng)會根據(jù)功能碼自動按系統(tǒng)內(nèi)部設定長度進行發(fā)送。
2個重要的通信標志：SM135-- MODBUS的通訊成功標志位，通訊成功時置位，不會自動復位，所以在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候要進行一次復位；SM136—MODBUS的通信錯誤標志位，通信錯誤（包括從設備沒有回應）時置位，不會自動復位，所以在接收數(shù)據(jù)的時候要進行一次復位；
三、 艾默生變頻器通信協(xié)議
艾默生公司生產(chǎn)的EV系列變頻器都集成MODBUS協(xié)議，且提供RS232C和RS485通信口供用戶選擇，所以通過PLC和變頻器通信的方式完成控制比較簡單經(jīng)濟，而且顯得系統(tǒng)比較高檔，下面簡單介紹其協(xié)議：
1. 支持MODBUS RTU和ASCII格式；
2. 參數(shù)的MODBUS協(xié)議地址影射規(guī)則：變頻器的功能碼參數(shù)、控制參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)都映射為Modbus的讀寫寄存器。變頻器功能碼的組號映射為寄存器地址的高字節(jié)，組內(nèi)索引映射為寄存器地址的低字節(jié)。變頻器的控制參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)均虛擬為變頻器功能碼組。功能碼組號與其映射的寄存器地址高字節(jié)的對應關系如下：F0組：0x00；F1組：0x01；F2組：0x02；F3組：0x03；F4組：0x04；F5組：0x05；F6組：0x06；F7組：0x07；F8組：0x08；F9組：0x09；FA組：0x0A；Fb組：0x0B；FC組：0x0C；Fd組：0x0D；FE組：0x0E；FF組：0x0F；FH組：0x10；FL組：0x11；Fn組：0x12；FP組：0x13；FU組：0x14；變頻器控制參數(shù)組：0x32；變頻器狀態(tài)參數(shù)組：0x33。例如變頻器功能碼參數(shù)F3.02的寄存器地址為0x302，變頻器功能碼參數(shù)FF.01的寄存器地址為0xF01。
3. 支持的功能碼如下：
4. 具體的協(xié)議介紹請參考艾默生變頻器用戶手冊；
四、 程序流程圖
主設備對從設備的消息查詢命令主要分為2大類，連續(xù)命令序列和隨機命令序列。
連續(xù)命令序列： 主設備需要定時或連續(xù)向從設備發(fā)送的命令序列。特點是周期性，連續(xù)性。如PLC對變頻器讀取運行頻率命令，運行狀態(tài)命令等。
隨機命令序列： 主設備不定時或隨機向從設備發(fā)送的命令序列。特點是不定時性，隨機性。如PLC對變頻器的啟?？刂?，改寫頻率或其他參數(shù)等。
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