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一、引言
在工業(yè)自動(dòng)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(shí)施控制的方案得到廣泛的應(yīng)用：因?yàn)樗垢蓴_能力強(qiáng)、傳輸速率高、傳輸距離遠(yuǎn)且造價(jià)低廉。但是，RS-485的通訊必須解決數(shù)據(jù)編碼、求取校驗(yàn)和、成幀、發(fā)送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)、超時(shí)處理和出錯(cuò)重發(fā)等一系列技術(shù)問題，一條簡(jiǎn)單的變頻器操作指令，有時(shí)要編寫數(shù)十條PLC梯形圖指令才能實(shí)現(xiàn)，編程工作量大而且繁瑣，令設(shè)計(jì)者望而生畏。
本文介紹一種非常簡(jiǎn)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(jī)上安裝一塊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(jià)僅僅數(shù)百元的“功能擴(kuò)展存儲(chǔ)盒”，編寫4條極其簡(jiǎn)單的PLC梯形圖指令，即可實(shí)現(xiàn)8臺(tái)變頻器參數(shù)的讀取、寫入、各種運(yùn)行的監(jiān)視和控制，通訊距離可達(dá)50m或500m。這種方法非常簡(jiǎn)捷便利，極易掌握。本文以三菱產(chǎn)品為范例，將這種“采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器”的簡(jiǎn)便方法作一簡(jiǎn)單介紹。
二、三菱PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置
1、系統(tǒng)硬件組成
圖1 三菱PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的系統(tǒng)配置
圖2 FX2N-485-BD通訊板外形圖
圖3 三菱變頻器 PU插口外形及插針號(hào)
FX2N系列PLC(產(chǎn)品版本V 3.00以上)1臺(tái)(軟件采用FX-PCS/WIN-C V 3.00版)；FX2N-485-BD通訊模板1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(kuò)展存儲(chǔ)盒1塊(安裝在PLC本體內(nèi))帶RS485通訊口的三菱變頻器8臺(tái)(S500系列、E500系列、F500系列、F700系列、A500系列、V500系列等，可以相互混用，總數(shù)量不超過8臺(tái)；三菱所有系列變頻器的通訊參數(shù)編號(hào)、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)100Ω；選件：人機(jī)界面(如F930GOT等小型觸摸屏)1臺(tái)。
2、硬件安裝方法
(1) 用網(wǎng)線專用壓接鉗將電纜的一頭和RJ45水晶頭進(jìn)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(gè)P5S端頭不接。
(2) 揭開PLC主機(jī)左邊的面板蓋, 將FX2N-485-BD通訊模板和FX2N-ROM-E1功能擴(kuò)展存儲(chǔ)器安裝后蓋上面板。
(3) 將RJ45電纜分別連接變頻器的PU口，網(wǎng)絡(luò)末端變頻器的接受信號(hào)端RDA、RDB之間連接一只100Ω終端電阻，以消除由于信號(hào)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。
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(hào)”、“通訊速率”、“停止位長/字長”、“奇偶校驗(yàn)”等等。變頻器內(nèi)的Pr.117~Pr.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(jìn)行。
4、變頻器設(shè)定項(xiàng)目和指令代碼舉例
如表1所示。參數(shù)設(shè)定完成后, 通過PLC程序設(shè)定指令代碼、數(shù)據(jù)和開始通訊, 允許各種類型的操作和監(jiān)視。
5、變頻器數(shù)據(jù)代碼表舉例
如表2所示。
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(jìn)行通訊，PLC為主機(jī)，變頻器為從機(jī)。1個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一臺(tái)主機(jī)，主機(jī)通過站號(hào)區(qū)分不同的從機(jī)。它們采用半雙工雙向通訊，從機(jī)只有在收到主機(jī)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(yùn)行監(jiān)視的PLC語句表程序示例及注釋
LD M8000 運(yùn)行監(jiān)視；EXTR K10 K0 H6F D0 EXTR K10：運(yùn)行監(jiān)視指令；K0：站號(hào)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(hào)為0的變頻器的轉(zhuǎn)速(頻率)。
(4) 變頻器運(yùn)行控制的PLC語句表程序示例及注釋
LD X0 運(yùn)行指令由X0輸入；
SET M0 置位M0輔助繼電器；
LD M0
EXTR K11 K0 HFA H02 EXTR K11：運(yùn)行控制指令； K0：站號(hào)0；HFA：運(yùn)行指令(見表1)； H02：正轉(zhuǎn)指令(見表1)。
AND M8029 指令執(zhí)行結(jié)束； 字串9
RST M0 復(fù)位M0輔助繼電器。
指令解釋：PLC向站號(hào)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語句表程序示例及注釋
LD X3 參數(shù)讀取指令由X3輸入；
SET M2 置位M2輔助繼電器；
LD M2
EXTR K12 K3 K2 D2 EXTR K10：變頻器參數(shù)讀取指令； K3：站號(hào)3；K2：參數(shù)2-下限頻率(見表2)； D2：PLC讀取地址(數(shù)據(jù)寄存器)。
OR RST M2 復(fù)位M2輔助繼電器。
指令解釋：PLC一直讀取站號(hào)3的變頻器的2號(hào)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
LD X1 參數(shù)變更指令由X3輸入；
SET M1 置位M1輔助繼電器；
LD M1
EXTR K13 K3 K7 K10 EXTR K13：變頻器參數(shù)寫入指令；K3：站
