利用MODBUS實現(xiàn)永宏P(guān)LC控制多臺變頻器系統(tǒng)的設(shè)計

1、利用MODBUS實現(xiàn)永宏P(guān)LC控制多臺變頻器系統(tǒng)的設(shè)計    1  引言      雖然變頻器廣泛應用于各行各業(yè)，但因其顯示面板簡單，且在對數(shù)據(jù)的處理、計算、保存等方面存在弱點，在一定程度上影響了變頻器在復雜控制系統(tǒng)中的應用。不過，通訊技術(shù)與變頻器相結(jié)合可以彌補這些缺點，可以利用plc與變頻器之間的通訊功能實現(xiàn)遠程控制，同時增強了變頻器對數(shù)據(jù)處理，故障報警等方面的功能。      本文以污水處理控制系統(tǒng)為例，介紹利用

2、modbus通訊協(xié)議實現(xiàn)永宏plc控制3臺變頻器運行系統(tǒng)，使得電機轉(zhuǎn)速、方向、轉(zhuǎn)矩以及變頻器運行參數(shù)等控制變得十分容易和精確。先前的控制是采用3臺變頻器分別控制3臺牽引電機，其轉(zhuǎn)速給定是由操作面板上的操作電位器的旋轉(zhuǎn)給變頻器一個010v的電流信號，這種方式缺點是:（1）各變頻器運行參數(shù)無法準確在運行中獲得;（2）控制電位器由于經(jīng)常旋轉(zhuǎn)操作頻繁，使得故障率增高;（3）由于變頻器一般安裝在控制柜中，較難得到其面板上的頻率信息;（4）改變其運行參數(shù)，需手動多次調(diào)試;（5）自動化程度不高。因此，必需在控制方式上加以改進，采用plc控制，利用modbus通訊實現(xiàn)用plc控制和監(jiān)控變頻器的運行。 

3、;2  相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成及配置      系統(tǒng)采用臺灣永宏股份電機有限公司的fbs-60mct型plc作為主控制器;       tvf2000系列變頻器用于傳動控制;hitech pws3261觸摸屏用于人-機信息交換。相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所示。在該系統(tǒng)中，plc的port 2和變頻器構(gòu)成modbus總線，通過plc控制3臺變頻器完成系統(tǒng)控制需要，實現(xiàn)對變頻器的速度設(shè)定、運行狀態(tài)監(jiān)控及參數(shù)交換等。3  mo

4、dbus通訊協(xié)議      modbus通訊協(xié)議，是一種串行的、非同步的主從通訊協(xié)議，網(wǎng)絡中只有一個設(shè)備能夠建立協(xié)議，其它的設(shè)備只能通過提供數(shù)據(jù)響應主機的查詢，或根據(jù)查詢做出相應的動作。modbus協(xié)議定義了主機查詢的格式，其包括:主從機的編址方法（或廣播），要求動作的功能代碼，傳輸數(shù)據(jù)和錯誤校驗等，或不能完成主機要求的動作，它將組織一個故障作為響應。modbus協(xié)議不需要特別的接口，典型的物理接口是rs-485。在modbus通訊網(wǎng)絡中，一般提供中ascii和rtu兩種通訊模式。    

5、60; 本控制系統(tǒng)中，永宏plc支持modbus協(xié)議，可以靈活運用ascii和rtu兩種通訊模式，tvf2000變頻器支持modbus中的rtu通訊模式。  4  系統(tǒng)實現(xiàn)      本控制系統(tǒng)主要以modbus通訊控制實現(xiàn)。因此，主控設(shè)備和受控設(shè)備必須都支持modbus協(xié)議，永宏plc提供了方便快捷的modbus master表格，直觀易懂，如圖2所示。其中，第0，2，4項資料為分別寫入1#2#3#變頻器控制字和給定值1;第1，3，5項資料為讀取1#2#3#變頻器的狀態(tài)字。

6、      時代tvf2000系列變頻器可通過串行rs-485總線與外部plc控制系統(tǒng)進行通訊，通訊協(xié)議為modbus的rtu形式，其控制命令和給定頻率全部來自modbus通訊，其rs-485總線結(jié)構(gòu)如圖3所示。tvf2000變頻器的寄存器40001為控制字，寄存器40002為給定值1，寄存器40004為狀態(tài)字，寄存器40005為實際值。  其相關(guān)參數(shù)設(shè)置如下:        5005=2modbus通訊;  

7、60;     5201=1，2，3變頻器站號;        5202=5波特率為9600bps;        5203=0無校驗;        5003=1.0通訊超時時間;        1001=10外部命令1為通訊控

8、制;        1003=3電機正反轉(zhuǎn)控制;        1104=0.1頻率給定最小單位0.1hz;        1105=50最大給定頻率為50hz;        1601=7為通訊允許運行;      &

9、#160; 1604=7為故障通訊復位.      tvf2000的菜單參數(shù)被一一映射為modbus協(xié)議的寄存器，modbus通訊對各寄存器的操作，即實現(xiàn)了對tvf2000中與寄存器對應的菜單參數(shù)的操作。對應的命令寄存器為40001，其中每一位控制的具體內(nèi)容如表1所示。      對每一臺變頻器進行控制時,通過hitech觸摸屏給定起停信息,變頻器的位置信息如下:      第一步，40001=0000&#

10、160;0000 0000 0110b變頻器進入通訊控制就緒狀態(tài);      第二，40001=0000 0000 0000 0111b變頻器進入準備狀態(tài);      第三，40001=0000 0000 0000 1111b發(fā)上升沿脈沖進入運行允許狀態(tài);      第四，40001=0000 0000 0010

11、60;1111b啟動變頻器;       第五，40001=0000 0000 0110 1111b按給定頻率值運行。      同時，通過對存儲寄存器40004讀取，可獲得變頻器的運行狀態(tài)等信息,然后通過觸摸屏顯示界面，操作人員可以直觀地了解變頻器運行信息。40004的位址內(nèi)容見表2。 5  程序設(shè)計         

12、;org      m1924        fun      08    7,r1000        fun      08    7,r1100  

13、60;     fun      08    7,r1200                             /變頻器就緒/  &#

14、160;     org       m1962        fun      150p  2,r5800,r5900                

15、0;      /modbus通訊工作命令設(shè)定/        org       m10        fun      08p   47,r1000     

16、0;  fun      t10   100        and       t10        fun      08p   111,r1000 

17、0;                         /啟動1#變頻器/        org       m11       &

18、#160;fun      08p   7,r1000                             /停止1#變頻器/       

19、60; org       m12        fun      08p   47,r1100        fun      t11   100  

20、0;     and       t11        fun      08p   111,r1100                 &

21、#160;         /啟動2#變頻器/        org       m13        fun       08p    7,r1100 

22、60;                          /停止2#變頻器/        org        m14     

23、   fun       08p    47,r1200        fun       t12    100        and    

24、0;   t12        fun       08p    111,r1200                          /啟動3#變頻器