吴浩
摘 要：经济的快速发展促进了我国工业的进步与发展，交流电机是现今在工业领域中应用较为广泛的电动机，为实现对于交流电机的调控现今在其控制中多采用的是变频器来加以实现的，使用PLC与变频器的组合控制已经成为了主要的控制方式之一。在以往的变频器控制中PLC的控制方式主要采用的是PLC控制继电器的启停来控制变频器的启停，而无法实现对于交流电机的精确控制。为更好地使用PLC来对变频器进行控制可以通过使用PLC与变频器的通讯来实现对于变频器的精确控制。文章就如何做好PLC与变频器之间的通讯来实现对于交流电机的控制进行了分析阐述。
关键词：变频器；PLC通讯；交流电机
前言
交流电机是现今采用较多也是较为广泛的电机形式.通过在交流电机的控制中使用变频器可以实现对于交流电机的变频控制，以更好的对交流电机的转速、扭矩进行精确的控制。而对于变频器数量较多、电机分布较为广发内的场合由于需要控制的变频器较多而PLC中需要控制的I/O输出点数和DA数模的转换通道将较多将极大的影响PLC对于变频器控制的可靠性和稳定性。通过在PLC与变频器的控制中采用PLC与变频器的控制中采用PLC以RS-485的通讯方式来实现对于变频器的方便控制。
1 RS-485控制通讯系统的组成及通讯参数的设置
RS-485串行通讯采用的是典型的无协议通信，在通讯的过程中无须经过固定协议、无须数据交换而是主要通过通信端口来进行指令的传输。某型CPIH型PLC中采用的是两个RS-485通信解接口，在使用RS-485通信协议中需要对所使用的串口进行预置。通过使用RS-485通信方式所能控制的变频器最多可以能够实现对于32台交流变频器的控制，因此在进行通信前首先需要对通讯端口进行正确的硬件连接和相应的参数设置。在使用PLC对多台变频器进行通讯控制时，需要在最末端的变频器添加阻值为100Ω的阻抗，并将拨码开关引脚为1的拨码拨为ON状态。显示为变频器的终端有电阻的存在。再使用CPIH串口通信来对RS-485通讯进行硬件设置时首先要在PLC的通信接口上外接RS-485通讯选件板，并同时将拨码开关中的SW4拨码开关拨置到OFF状态，将串口1置于通讯状态。在使用PLC与变频器的RS-485串行通讯控制中首先需要对两者的参数进行正确的设置，设置两者之间能够相互认可的参数能够使得通讯的数据帧能够保持一致，通过使用FR-E540的变频器的通讯参数通过使用控制面板来进行设置可以使得通讯控制较为简单。在使用CPIH的通讯并进行通讯参数的设置时可以较为简单的进行设置，在设置时无需使用专用的通讯寄存器对CPIH的通讯参数来进行设置可以直接使用OMRON中所配用的专用的CX-Programmer通讯软件按照其所说明的参数来进行设置，在进行参数设置时要按照PLC设定-串口1-通信设置这一顺序来对PLC于变频器之间的RS-485的通信进行参数的设置，要注意的是，在设置时需要保持PLC串口通信所设置的参数要与变频器端所设置的参数保持一致，如参数设置不一致将会导致两者之间无法进行正常的数据通信。在进行通信参数的设置时主要有以下几个通信参数：（1）通信速率，包含有4800波特率/9600波特率/和19200波特率等多个通信速率，在进行参数的选择时要与变频器端保持一致。（2）停止位长，根据停止位长的不同来进行参数的设置。（3）奇偶校验位，根据奇偶校验的不同来进行相应参数的设置，此外还有通讯的参数、通讯校验时间间隔和通讯更待时间等的参数。
在使用RS-485通讯方式作为通讯方式时，使用RS-485作为连接通讯时，通讯线主要采用的是双绞屏蔽电缆，并需要在主机端和最末一个从机端连接一个110Ω左右的终端电阻，在使用双绞线连接时PLC端口处主要接通的是SDA、SDB、RDA、RDB在变频器端口中连接着R+、R-、S+、S-等几个端子，并在所串联的多个变频器的终端串联一个110Ω的终端电阻。
在变频器与PLC的连接中变频器主要采用的是MEMOBUS协议，在MEMOBUS协议中其主要通过的是使用主站对从站发出指令并使用从站进行响应的形式，在传输的指令中根据所传输的指令的内容和功能的不同所传输的数据的长度也会产生相应的变化。在所传输的数据中主要包含有：从站地址、所传输的功能码、通信数据和故障检出这些部分所构成。同时在进行数据通信时还需要确保所传输的信息之间保持有一定的时间间隔，以确保所传输数据的信息响应。在所传输输中的从站的地址可设置为（0-20Hex）之间，如将从站地址设置为0则表示为主站以广播的形式发送，而无需变频器做出反馈响应。对于数据传输中的功能码则主要传输的是指定的代码，其中功能码主要分为：读取存储寄存器中的内容、回路测试以及读多个存储器的写入等主要几个功能。而所传输的数据主要指的是由存储寄存器编号与数据所组成组合构成的一系列的数据，根据所传输的指令内容的不同也会使得指令数据的长度有所改变，在传输变频器故障状态时对采用的是CRC-16的形式，一般情况下，计算出的CRC-16时所默认的数值为0，在对变频器进行参数设置时需要将MEMOBUS系统中的相应参数设置为1，对于主站所连接的从站地址中的LSB主要作为MSB，而将所传输的最后数据的MSB来作为LSB以此为数据来完成对于CRC-16的计算，此外对于CRC-16的计算也可以使用来自于从站的响应信息来进行相应的计算，并将计算后的结果与响應信息中的CRC-16中的CRC-16的数据进行比对校验。
2 PLC与变频器之间的通讯控制的PLC程序的设计
在完成了对于PLC与变频器的硬件连接后为实现两者之间的数据通信与控制还需要对PLC进行程序编程，通过使用PLC程序来实现对于变频器中的各种运行控制和数据写入、各种监控数据的读取等。在使用PLC程序进行设计编写时首先需要完成的是需要对于RS-485通信接口及相应的硬件通讯适配器的初始化、控制命令字的组合以及代码转换和变频器应答数据的处理。此外在PLC程序的编写中还需要注意的是需要对变频器中的各种运行控制和运行数据的采集和控制，此外，在PLC通讯程序的设计中使用RS指令来作为使用来实现对于RS-485功能扩展板及特殊适配器进行调用，同时通过使用RS指令将串行数据的指令数据的格式通过特殊寄存器D8120来对其进行相应的设定，在参数设定时需要注意的是所设定的数据需要与变频器的数据格式类型完全的相匹配以避免两者之间无法匹配从而无法进行数据的传输。在使用RS-485通讯时PLC通过传送指令将所需要通讯的数据传输装载到D200开始的连续的数据单元中，D200发送数据的首地址（指针），D0：完成对于所需传输数据的字节数（点数）的传输，此外，在程序编制时还需要注意的是可以根据传输通信协议使用常数直接来对字节数进行指定，在不进行发送的系统中，将所需发送的数据发送点数设定为K0，D500为PLC与变频器控制通信中PLC接收数据的首地址（指针），D1数据接收的字节数，与发送相同的是可以根据传输通信协议而将常数直接指定字节数。在编程中需要注意的是数据的传输发送使用的是脉冲执行方式，使用SETM8122即可。在RS-485串行通讯中发送指令为TXD和接受指令RXD。参数“S”为设置发送信息的首地址，“D”为接收首地址，“C”为控制字。由于一个字占据ASCⅡ字符且为两个字节，因此，在信息发送接收时需要按照“S（D）～S（D）+（N÷2）-1”重的内容，指令设置为：S=DM0001，C=#0100，N=#0014的形式，在PLC程序编制时程序发送成功后将频率写入到变频器中，但此时交流电机仍无法运转而需要通过向变频器中发送HFA指令来控制电机的转动状态和转动方向。
3 结束语
变频器在工业领域应用极为广泛，使用变频器可以有效的降低电机的能耗同时可以对电机的启停进行保护。文章在分析PLC与变频器通讯控制原理的基础上对如何做好使用PLC对变频器进行通讯控制进行了分析阐述。
参考文献
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