1、PLC 控制變頻器的幾種方法1、引言在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中，最為常見的是 PLC 和變頻器的組合應(yīng)用，并且產(chǎn)生了多種多樣的 PLC 控制變頻器的方法，其中采用 RS-485 通訊方式實施控制的方案得到廣泛的應(yīng)用：因為它抗干擾能力強、傳輸速率高、傳輸距離遠且造價低廉。但是，RS-485 的通訊必須解決數(shù)據(jù)編碼、求取校驗和、成幀、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的奇偶校驗、超時處理和出錯重發(fā)等一系列技術(shù)問題，一條簡單的變頻器操作指令，有時要編寫數(shù)十條 PLC 梯形圖指令才能實現(xiàn)，編程工作量大而且繁瑣，令設(shè)計者望而生畏。本文介紹一種非常簡便的三菱FX系列PLC通訊方式控制變頻器的方法： 它只需在PLC主機上安裝一

2、塊 RS-485 通訊板或掛接一塊 RS-485 通訊模塊；在 PLC 的面板下嵌入一塊造價僅僅數(shù)百元的功能擴展存儲盒”，編寫 4 條極其簡單的PLC 梯形圖指令，即可實現(xiàn) 8 臺變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運行的監(jiān)視和控制，通訊距離可達 50m 或 500m0這種方法非常簡捷便利，極易掌握。本文以三菱產(chǎn)品為范例，將這種采用擴展存儲器通訊控制變頻器”的簡便方法作一簡單介紹。2、三菱 PLC 采用擴展存儲器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置2.1 系統(tǒng)硬件組成FX2N 系列 PLC 片品版本 V3.00 以上）1 臺（軟件采用 FX-PCS/WIN-CV3.00 版）；FX2N-485-BD 通訊模板 1

3、 塊（最長通訊距離 50m）;或 FX0N-485ADP 通訊模塊 1 塊+FX2N-CNV-BD 板 1 塊（最長通訊距離 500m）;FX2N-ROM-E1 功能擴展存儲盒 1 塊（安裝在 PLC 本體內(nèi)）；帶 RS485 通訊口的三菱變頻器 8 臺（S500 系列、E500 系列、F500 系歹 hF700 系列、A500 系列、V500 系列等，可以相互混用，總數(shù)量不超過 8 臺；三菱所有系列變頻器的通訊參數(shù)編號、命令代碼和數(shù)據(jù)代碼相同。）；RJ45 電纜（5 芯帶屏蔽）；終端阻抗器（終端電阻）100。；選件：人機界面（如 F930GOT 等小型觸摸屏）1 臺。2.2 硬件安裝方法（1

4、）用網(wǎng)線專用壓接鉗將電纜的一頭和 RJ45 水晶頭進行壓接；另一頭則按圖 1圖3 的方法連接 FX2N-485-BD 通訊模板，未使用的 2 個 P5s 端頭不接。(2)揭開 PLC 主機左邊的面板蓋,將 FX2N-485-BD 通訊模板和 FX2N-ROM-E1 功能擴展存儲器安裝后蓋上面板。(3)將 RJ45 電纜分別連接變頻器的 PU0,網(wǎng)絡(luò)末端變頻器的接受信號端 RDA、RDB 之間連接一只 100。終端電阻，以消除由于信號傳送速度、傳遞距離等原因，有可能受到反射的影響而造成的通訊障礙。2.3 變頻器通訊參數(shù)設(shè)置為了正確地建立通訊，必須在變頻器設(shè)置與通訊有關(guān)的參數(shù)如站號”、通訊速率”、

5、停止位長/字長”、奇偶校驗”等等。變頻器內(nèi)的 Pr.117Pr.124 參數(shù)用于設(shè)置通訊參數(shù)。參數(shù)設(shè)定采用操作面板或變頻器設(shè)置軟件 FR-SW1-SETUP-WE在 PU 口進行。2.4 變頻器設(shè)定項目和指令代碼舉例2.5 變頻器數(shù)據(jù)代碼表舉例2.6 PLC 編程方法及示例(1)通訊方式PLC 與變頻器之間采用主從方式進行通訊，PLC 為主機，變頻器為從機。1 個網(wǎng)絡(luò)中只有一臺主機，主機通過站號區(qū)分不同的從機。它們采用半雙工雙向通訊，從機只有在收到主機的讀寫命令后才發(fā)送數(shù)據(jù)。(2)變頻器控制的 PLC 指令規(guī)格(3)變頻器運行監(jiān)視的 PLC 語句表程序示例及注釋LDM8000 運行監(jiān)視；EXT

6、RK10K0H6FD0EXTRK10:運行監(jiān)視旨令；K0:站號 0;H6F:頻率代碼(見表1);D0:PLC 讀取地址(數(shù)據(jù)寄存器)。指令解釋：PLC 一直監(jiān)視站號為 0 的變頻器的轉(zhuǎn)速(頻率)。(4)變頻器運行控制的 PLC 語句表程序示例及注釋LDX0 運行指令由 X0 輸入；SETM0 置位 M0 輔助繼電器;LDM0EXTRK11K0HFAH02EXTRK11:運行控制指令；K0:站號 0;HFA:運行指令 H02:正轉(zhuǎn)指令。ANDM8029 指令執(zhí)行結(jié)束；RSTM0 復(fù)位 M0 輔助繼電器。指令解釋：PLC 向站號為 0 的變頻器發(fā)出正轉(zhuǎn)指令。(5)變頻器參數(shù)讀取的 PLC 語句表程

7、序示例及注釋LDX3 參數(shù)讀取指令由 X3 輸入；SETM2 置位 M2 輔助繼電器；LDM2EXTRK12K3K2D2EXTRK10 變頻器參數(shù)讀取指令；K3:站號 3;K2:參數(shù) 2-下限頻率；D2:PLC 讀取地址(數(shù)據(jù)寄存器)。ORRSTM2 復(fù)位 M2 輔助繼電器。指令解釋：PLC 一直讀取站號 3 的變頻器的 2 號參數(shù)-下限頻率。(6)變頻器參數(shù)寫入的 PLC 語句表程序示例及注釋LDX1 參數(shù)變更指令由 X3 輸入；SETM1 置位 M1 輔助繼電器；LDM1EXTRK13K3K7K10EXTRK13 變頻器參數(shù)寫入指令；K3:站號 3;K7:參數(shù) 7-加速時間；K10:寫入的

8、數(shù)值。EXTRK13K3K8K10EXTRK13 變頻器參數(shù)寫入指令；K3:站號 3;K8:參數(shù) 8-減速時間；K10:寫入的數(shù)值。ANDM8029 指令執(zhí)行結(jié)束；RSTM1 復(fù)位 M1 輔助繼電器。指令解釋：PLC 將站號 3 的變頻器的 7 號參數(shù)-加速時間、8 號參數(shù)-減速時間變更為10。3、三菱 PLC 控制變頻器的各種方法綜合評述與對比PLC 的開關(guān)量信號控制變頻器PLC（MR 型或 MT 型） 的輸出點、COM 點直接與變頻器的 STF（正轉(zhuǎn)啟動）、RH（高速）、RM（中速）、RL（低速）、輸入端 SG 等端口分別相連。PLC 可以通過程序控制變頻器的啟動、停止、復(fù)位；也可以控制變

9、頻器高速、中速、低速端子的不同組合實現(xiàn)多段速度運行。但是，因為它是采用開關(guān)量來實施控制的，具調(diào)速曲線不是一條連續(xù)平滑的曲線，也無法實現(xiàn)精細的速度調(diào)節(jié)。這種開關(guān)量控制方法，其調(diào)速精度無法與采用擴展存儲器通訊控制的相比。PLC 的模擬量信號控制變頻器硬件：FX1N 型、FX2N 型 PLC 主機，配置 1 路簡易型的 FX1N-1DA-BD 擴展模擬量輸出板；或模擬量輸入輸出混合模塊 FX0N-3A;或兩路輸出的 FX2N-2DA;或四路輸出的 FX2N-4DA 模塊等。優(yōu)點：PLC 程序編制簡單方便，調(diào)速曲線平滑連續(xù)、工作穩(wěn)定。缺點：在大規(guī)模生產(chǎn)線中，控制電纜較長，尤其是 DA 模塊采用電壓信號

10、輸出時，線路有較大的電壓降，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，從經(jīng)濟角度考慮，如控制 8 臺變頻器，需要 2 塊 FX2N-4DA 模塊，具造價是采用擴展存儲器通訊控制的57 倍。PLC 采用 RS-485 無協(xié)議通訊方法控制變頻器這是使用得最為普遍的一種方法，PLC 采用 RS 串行通訊指令編程。優(yōu)點：硬件簡單、造價最低，可控制 32 臺變頻器。缺點：編程工作量較大。從本文的第二章可知：采用擴展存儲器通訊控制的編程極其簡單，從事過 PLC 編程的技術(shù)人員只要知道怎樣查表，僅僅數(shù)小時即可掌握，增加的硬件費用也很低。 這種方法編程的輕松程度， 是采用 RS-485 無協(xié)議通訊控制變頻器的方法所無

11、法相比的。PLC 采用 RS-485 的 Modbus-RTU 通訊方法控制變頻器三菱新型F700系列變頻器使用RS-485端子利用Modbus-RTU協(xié)議與PLC進行通訊。優(yōu)點：Modbus 通訊方式的 PLC 編程比 RS-485 無協(xié)議方式要簡單便捷。缺點：PLC 編程工作量仍然較大。PLC 采用現(xiàn)場總線方式控制變頻器三菱變頻器可內(nèi)置各種類型的通訊選件，如用于 CC-Link 現(xiàn)場總線的 FR-A5NC 選件；用于 ProfibusDP 現(xiàn)場總線的 FR-A5AP(A)選件； 用于 DeviceNet 現(xiàn)場總線的 FR-A5ND選件等等。三菱 FX 系列 PLC 有對應(yīng)的通訊接口模塊與之

12、對接。優(yōu)點：速度快、距離遠、效率高、工作穩(wěn)定、編程簡單、可連接變頻器數(shù)量多。缺點：造價較高，遠遠高于采用擴展存儲器通訊控制的造價。綜上所述，PLC 采用擴展存儲器通訊控制變頻器的方法確有造價低廉、易學(xué)易用、性能可靠的優(yōu)勢；若配置人機界面，變頻器參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控將變得更加便利。1臺PLC和不多于8臺變頻器組成的交流變頻傳動系統(tǒng)是常見的小型工業(yè)自動化系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用在小型造紙生產(chǎn)線、單面瓦楞紙板機械、塑料薄膜生產(chǎn)線、印染煮漂機械、活套式金屬拉絲機等各個工業(yè)領(lǐng)域。采用簡便控制方法，可以使工程方案擁有通訊控制的諸多優(yōu)勢， 又可省卻 RS-485 數(shù)據(jù)通訊中的諸多繁雜計算， 使工程質(zhì)量和工作效率得到極大的提高。但是，這種簡便方法也有其缺陷：它只能控制變頻