試論P(yáng)LC與變頻器間的通信實(shí)現(xiàn)

張海龍 李穩(wěn) 車煥

摘 要：現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步也帶動(dòng)了變頻器的發(fā)展，使得其開始在生活工作等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在通信方面。因此，大眾對(duì)于通信方面的變頻器問題的關(guān)注度和重視度開始逐漸提高，不少專家學(xué)者在PLC與變頻器的通訊實(shí)現(xiàn)方面都進(jìn)行了深刻的研究，例如降低系統(tǒng)工作風(fēng)險(xiǎn)、提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度等，從而使得PLC與變頻器通信的實(shí)現(xiàn)成為可能。而本文就在試探討PLC與變頻器之間的通信如何得以實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；通信實(shí)現(xiàn)

一、PLC與變頻器的相關(guān)原理

（一）PLC原理

PLC 是可編程邏輯控制器的英文縮寫，是指一種最新的以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的工業(yè)控制裝置，最近幾年被廣泛運(yùn)用在了工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)領(lǐng)域。其中，PLC的硬件系統(tǒng)主要包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出電路等幾部分，而軟件系統(tǒng)則分為系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。

在工業(yè)中，PLC被主要運(yùn)用于順序控制方面，因此其主要工作基本為采樣輸入、程序執(zhí)行、輸出結(jié)果三個(gè)方面，而這可以有效地避免工業(yè)電器的控制系統(tǒng)中突發(fā)的時(shí)序失配、觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)等問題。

而PLC的工作過程也多為 PLC循環(huán)掃描的一個(gè)掃描周期（幾 ms 到幾十 ms），也正是因?yàn)檫@樣短的周期，才能實(shí)現(xiàn)多次掃描，從而幫助PLC更好地發(fā)現(xiàn)和解決問題。

（二）變頻器的原理

在工業(yè)中的變頻器，是指一種能夠?qū)?0-60Hz的工頻電源轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N頻率的交流電源，是工業(yè)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)變速運(yùn)行的裝置。其中，變頻器的控制電路主要為高性能的微處理器，其能夠做到有效利用相關(guān)接口接收并處理信號(hào)。因此，在實(shí)際運(yùn)行的PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)當(dāng)中，PLC常常輸入模擬信號(hào)至變頻器，待變頻器將該信號(hào)經(jīng)過相關(guān)處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最終傳輸給微處理器。在現(xiàn)有的工業(yè)設(shè)備中，變頻器的種類繁多，但基本的工作原理卻大致相同。

二、PLC與變頻器的通信實(shí)現(xiàn)

（一）通信系統(tǒng)組成

在PLC與變頻器的通信過程中，可以參與運(yùn)作的系統(tǒng)種類繁多，且各自的通信硬件也大不相同，例如已經(jīng)開始使用的RS485通信、MODBUS通信等。但大多數(shù)的通信系統(tǒng)還是由一臺(tái)PLC、相應(yīng)的存儲(chǔ)器、通訊模版以及多臺(tái)的變頻器組成。例如運(yùn)用較為廣泛的RS485通信系統(tǒng)，其通信系統(tǒng)的主要構(gòu)成是PLC和擴(kuò)展存儲(chǔ)盒，485ADP的通訊模板以及相關(guān)的RS485 變頻器。其中變頻器的數(shù)量大多不少于八臺(tái)。因此，在繁多的通信系統(tǒng)中，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際，選擇性能和設(shè)置較好的通信系統(tǒng)來保障工業(yè)生產(chǎn)的運(yùn)行。

（二）通信參數(shù)設(shè)置

為了使PLC與變頻器之間的通信得以真正實(shí)現(xiàn)，我們需要在相關(guān)的PLC和變頻器中設(shè)置與通信有關(guān)參數(shù)，從而使其能夠在接收信息時(shí)更好地輸入及處理。

在設(shè)置相關(guān)的PLC參數(shù)時(shí)，工作人員需注意將其設(shè)置成PLC與對(duì)應(yīng)變頻器在通信時(shí)都認(rèn)可的參數(shù)，如通信號(hào)、通信速率、處理時(shí)間和信息校驗(yàn)等，不可隨意胡亂設(shè)置。

而在相關(guān)的變頻器的參數(shù)設(shè)置時(shí)，除了上述幾點(diǎn)，還應(yīng)該將變頻器工作時(shí)的通訊速率與對(duì)應(yīng)PLC設(shè)定的傳輸速率調(diào)整至同一水平。此外，在PLC與變頻器的通信過程中，還應(yīng)當(dāng)將所有相關(guān)的變頻器的通信參數(shù)都進(jìn)行初始化設(shè)定，從而有效地實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器之間的數(shù)據(jù)傳送和信息交流。

（三）通信程序的設(shè)計(jì)

通信程序的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器間通信的重要環(huán)節(jié)，它決定了兩者間的聯(lián)系方式與運(yùn)行條件。而在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的通信過程中，PLC與變頻器之間多采用的主從應(yīng)答來實(shí)現(xiàn)通信。而在其中，我們通常認(rèn)為PLC是主機(jī)，又起來啟動(dòng)通信和傳遞信息，只有當(dāng)PLC主機(jī)發(fā)出命令之后，相應(yīng)的變頻器才能開始工作。而變頻器則是從機(jī)，屬于被動(dòng)地接受信息而后輸出的工作狀態(tài)。而眾所周知， PLC及變頻器之間的通信是通過電纜鏈接才得以實(shí)現(xiàn)。

因此，要變頻器能夠接受PLC的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)通信，就必須對(duì)PLC進(jìn)行編程。而關(guān)于PLC的程序設(shè)計(jì)多為：通過通信系統(tǒng)初始化時(shí)產(chǎn)生的脈沖將PLC的相關(guān)通信參數(shù)寫入系統(tǒng)中的特殊寄存器中。而后，再通過下達(dá)與相關(guān)的通信指令，實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器間的信息數(shù)據(jù)可以順通地輸入與輸出。而在整個(gè)過程中，只有等到通信指令將信息數(shù)據(jù)發(fā)送到了變頻器，實(shí)現(xiàn)了變頻器與PLC的連接后，變頻器才能處理接收到的相關(guān)信息，使得系統(tǒng)開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（四）優(yōu)化通信設(shè)備

綜上我們可知，在實(shí)現(xiàn)PLC與變頻器的通信過程中，PLC是主機(jī)，而變頻器是從機(jī)，因此兩者之間的通信方式主要是通過主從關(guān)系進(jìn)行的。而在這樣的通信的過程中，主機(jī)往往只有一臺(tái)，而從機(jī)卻可以有多臺(tái)，分屬不同的職能單位。從而使得變頻器只有在接收到PLC主機(jī)發(fā)出的命令后，才會(huì)對(duì)命令進(jìn)行解讀并執(zhí)行。

因此，對(duì)于兩者之間通信的實(shí)現(xiàn)，我們可以在完成上述的程序設(shè)置后再考慮從各個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，從而增大通信實(shí)現(xiàn)的可能性。例如我們可以在通信系統(tǒng)的編程中應(yīng)用具有擴(kuò)展功能、控制方式簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)器，除此之外，其還具有硬件費(fèi)用低廉、傳輸距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，從而使得主機(jī)可連接的變頻器數(shù)量也大大增多，真正實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)的良好運(yùn)作，但是這種存儲(chǔ)器高昂的控制成本也成了亟待解決的又一難題。除此之外，優(yōu)化通信系統(tǒng)的組成設(shè)備也不失為一個(gè)提高效率的好辦法。

三、結(jié)語

隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的日新月異，如何提高工業(yè)系統(tǒng)中的控制與調(diào)控成了工業(yè)生產(chǎn)想要更好更快發(fā)展必須解決的一大問題。而經(jīng)過實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PLC與變頻器間實(shí)現(xiàn)結(jié)合就能很好地對(duì)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息傳遞。因此本文旨在試討論工業(yè)中PLC與變頻器的通信控制方法，只有更好地實(shí)現(xiàn)這兩者之間的信息合作，使之廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)實(shí)生活中來，才能真正地推動(dòng)工農(nóng)業(yè)的更好更快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 趙鵬.PLC與變頻器間的通信實(shí)現(xiàn)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（35）.

作者簡(jiǎn)介：

張海龍（1981-），男，遼寧鐵嶺人，專業(yè)或研究方向：工廠電氣控制。