簡述PLC與變頻器通訊

王 威

（廣汽豐田汽車有限公司，廣東廣州 510000）

在工廠自動化發展的幾十年里，變頻器已成為工業控制不可或缺的力量，它主要承擔著電機的轉速控制，為輸送線、滾筒線的速度進行合理的控制。由于變頻器體積小，所以它被安裝在控制柜內，如要對輸送線的速度進行修改，必須要打開控制柜門來對變頻器進行調節。在控制柜內作業，難免會發生觸電危險，所以改善變頻器的調節方式，是解決安全問題的首要任務。

1 解決方案

隨著工業技術的不斷發展，PLC 作為當今工業自動化控制的核心，安裝方便且運行速度快。觸摸屏通常也稱之為人機界面簡稱HMI 是一種可視化的圖形界面編程工具，PLC 和觸摸屏等對現代工業生產起到了重要的作用，革命性解決了人類勞動強度以及控制精度的問題。利用PLC 與變頻器之前建立通訊，在用觸摸屏與PLC 連接，用觸摸屏上對變頻的頻率進行修改，可以消除人為進入控制柜修改頻率而帶來的安全風險。

2 設計方案

本次以三菱FX-3U PLC、三菱E700變頻器為例，采用三菱GS 觸摸屏對變頻器的參數進行修改，以實現對變頻器的遠程控制。三菱FX-3U PLC 為第三代小型PLC，不但輕巧高品質，還有多達209種功能指令，且系統構成更大。三菱E700變頻器具有先進磁通矢量控制模式與自學習功能，在電動機調速方面有巨大的優勢，三菱GS 觸摸屏具有經濟實惠，且功能齊全，

3 設計方法

首先要對PLC 與變頻器建立通訊，三菱E700具有獨立的PU 端口，所以可以直接通過網線的水晶頭來做通訊連接，而三菱FX-3U PLC 需要外接一個FX2N485-BD 通訊板才能與變頻器的PU 端口做連接如圖1所示，變頻器PU 接口排線如圖2所示。

圖1 端口連接圖

圖2 三菱E700 PU接口排線圖

PLC 與變頻器按要求連接好后，可對PLC 程序進行設計，要先設置變頻器與PLC 的通訊格式，三菱PLC 與三菱變頻器的通訊格式為HC096，它是由三菱變頻器通訊參數（表1）與PLC 通訊格式字（表2）共同設置。

表1 三菱E700通訊參數

表2 PLC通訊格式字各位號解析

三菱E700 變頻器的通訊參數設置為：117=1、118=192、119=10、120=2、121=9999、122=9999、123=9999、124=0、340=1。

HC096 設置由PLC 的通訊格式字設定，b15-b0一共有16 位，將這16 位分成4 組，每組4 個。如：b15-b12、b11-b8、b8-b5、b3-b0。數據長度b0=1為7位與停止位b3=0為1位，共同組成8位；b2b3=（11）偶校驗（對應E700、B700 的120=2，對應A700 變頻器的334=2），b3=0，由于變頻器的波特率選擇了192，對應E700 為118，A700 為332，所以b4、b5、b6、b7為1001。下一組b8與b9設置為無，b10、b11選擇調制模式（RS-232C）（RS-485）所以b8、b9、b10、b11，為0011，下一組b12、b13、b14、b15 設置為0000。

D8120為PLC 的通許格式字 將所設置好的通訊格式H0C96通過傳送指令傳送到D8120中去。（MOV H0C96 D8120）

4 PLC程序指令介紹

（1）串行通訊傳送指令RS

解讀：當驅動條件成立時，告訴PLC 以S 為首址的m 個數據等待發送，并準備接受最多n 個數據，存在以D 為首址的存儲器中。

（2）校驗碼指令CCD

解讀：將以S 為首址的存儲器中的n 個數據進行求和校驗，和存在D 位，列偶校驗碼存在D+1位。

（3）ASCI 指令

解讀：將存儲在以S 為首地址的寄存器的十六進制字符，轉換成相應ASCII 碼存放在以D 為首地址的寄存器中，n 為轉換的十六進制字符個數。

（4）HEX 指令

解讀：把存儲在以S 為首地址的寄存器中的ASCII 碼轉換成十六進制字符，存放在以D 為首地址的寄存器中，n 為轉換的十六進制字符。

編程所需的特殊輔助繼電器介紹

M8000：RUN 運行，PLC 運行中接通，可作為驅動程序的輸入條件或作為PLC 運行狀態顯示。

M8002：初始脈沖，在PLC 接通瞬間，接通一個掃描周期，用于程序的初始化或SFC（步進指令）的初始狀態激活。

D8120：通訊處理格式字存儲器。1.通信前必須先將通訊格式字寫入到該存儲器，否則不能通信；2.通信格式字寫入后，應將PLC 斷電再上電，這樣通信設置才有效；3.在RS 指令驅動時，不能改變D8120的設定。

M8161：1.M8161=ON，處理低8位數據；M8161=OFF，處理16位數據。2.M8161為RS、ASCI、HEX、CCD 指令通用，即這4個指令處理數據位數相同。3.如果處理低8 位數據，必須在使用RS 等指令前，先對M8161置ON。

M8122：數據發送標志繼電器；M8122=ON；數據發送。1.在RS 指令驅動時，為發送等待狀態；僅當M8122=ON 時數據開始發送。2.發送完畢后M8122自動復位。

M8123：數據接收標志繼電器。1.數據完畢后，PLC 接收回傳數據，回傳數據接收完畢后M8123自動轉為ON，但不能自動復位。2.M8123自動轉為ON期間，應先將回傳數據傳至其他存儲器地址后，再對M8123復位，再次轉為回傳數據接收等待狀態。

M8011：內部10 ms 時鐘脈沖繼電器，當PLC 上電后（不管運行與否），自動產生周期為10 ms 的時鐘脈沖。

M8012：內部100 ms 時鐘脈沖繼電器，當PLC上電后（不管運行與否），自動產生周期為100 ms 的時鐘脈沖。

M8013：內部1 s 時鐘脈沖繼電器，當PLC 上電后（不管運行與否），自動產生周期為1 s 的時鐘脈沖。

M8014：內部10 min 時鐘脈沖繼電器，當PLC上電后（不管運行與否），自動產生周期為10 min 的時鐘脈沖。

5 程序設計

如圖3所示。

圖3 程序設計圖

6 觸摸屏畫面設計

如圖4所示：

圖4 觸摸屏畫面設計圖

7 結束語

通過用PLC 與變頻器通訊通過在觸摸屏上修改變頻器頻率，很好的解決了在控制柜內改變頻器參數帶來的安全問題，實現了變頻器遠程控制的可能，提高設備的安全等級。