三菱PLC与ABB变频器的MODBUS通信控制及应用.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 21 2 0 1 0 0 6 0 0 6 3 0 2 三菱P L C与A B B 变频器的MO D B U S 通信控制及应用 文 U 呐 ， 窦 徐 州 锻 压 机 床 厂 集 团 有 限 公 司 磊 ， 刘 茂 银 技 术 中心 ， 江 苏徐 州2 2 1 1 1 6 摘 要 以 实 际 应 用 程 序 为 例 ， 介 绍 了 三 菱 P L C 与 ABB 变 频 器 的 MO DBUS通 信 ， 实 现 了对 变 频 器 频 率 、 电 流 等 参 数 的读 取 以及 对 其 速 度 的 控 制 。 此 外 ， 还 简 单 介 绍 了 P L C 中 的 C RC校 验 程 序 。 关 键词 机 械制 造 ； 通讯 控制 ； MODB US； P L C； 压 力机 中 图 分 类 号 TG3 1 5 ． 5 文 献 标 识 码 B 1前 言 目前 ，通 信 控 制 在 压 力 机 行 业 中 的 应 用 越 来 越 广 泛 ， 而 MODB US作 为 欧洲 产 品的一 种 标准 通信 协 议 ， 其 重 要 性 不 言 而 喻 。 通 信控 制 优越 性 显 著 ， 它可 以实现 P L C对 变 频 器 的实 时监控 ，这 给 了程序 编写 者极 大 的 自由发 挥 空 间 ， 我 们 可 以 限 定 压 力 机 单 次 、 寸 动 、 连 续 各 种 操 作 规 范 的 主 电 机 速 度 范 围 ， 还 可 以 通 过 程 序 变 比 直 接 显 示 压 力 机 行 程 次 数 等 。 P L C 以 F X1 N一 6 0 MR 为 例 ， 增 加 一 个 RS 一 4 8 5通 信 模 块 ， 通 过 串 口数 据 传 送 RS指 令 ， 与 ABB变 频 器 AC S 5 5 0 进 行 MODB US通 信 ， 实 现 了 人 机 界 面显 示 主 电机 电 流 、 速 度 ， 压 力 机 行 程 次 数 ， 变 频 器 故 障 代码 ， 实现 了人机 界 面对 主 电机速度 的控制 。 2读 取 变 频 器 参 数 P L C与 变 频 器 的 每 一 次 通 信 ， 都 是 由 P L C发 出 一 段遵 从 MODB US通 信协 议 的 串行 指令 ， 变 频 器接 收 指令 ， 校验 无误 后执行 指 令并 发 回响应通 信 数据 ， P L C接 收后 再次 校验无 误 ， 一次 通信 完成 。 下 面 以实 际通 信数 据来分 析 变频器 通信 命令 。 从变 频器 通信 过程 可看 出 ， 要 读取 变频 器 参数 ， 首 先 P L C应 发 出一 段 串 行 指 令 ， 其 基 本 格 式 如 下 1 6 01 ， 1 6 03 ， 1 6 00、 1 6 6 5 ， 1 6 0 0、 1 6 } }o3 ， CRCL、 CRCH 站址 读命令读寄存器地址 读 寄存器数量 C R C校验字 P L C发 送 数 据 全 部 为 1 6进 制 ， 1 6 01表 示 变 频 器 为 1号 站 ， 此 参 数 可 在 变 频 器 中设 定 ； 1 6 0 3代 表 P L C要 求 读 取 变 频 器 参 数 ； 1 6 0 0、 1 6 6 5换 算 成 十 进 制 为 0 1 0 1 ， 加 1应 为 0 1 0 2， 对 应 变 频 器 参 数 0 1组 0 2号参 数 则 为 变 频 器 速度 ； 1 6 0 0、 1 6 0 3表 示 此 次 收稿 日期 2 0 1 0 0 7 2 1 作者简 介 刘 呐 1 9 8 3 一 男， 助工， 从事压力机 电气设计研发工作 通信要 连续 读取 3个 参数 ， 即 0 1 0 2、 0 1 0 3和 01 0 4， 分 别 对 应 速 度 、 频 率 和 电 流 ； C RCL、 C RCH 为 CR C 校 验 字 ， 是程 序 自行 校验 所得 。P L C程 序 如 图 1所示 。 M0V H1 D2 0 M0V H3 D2 1 M0V H0 D2 2 MOV H6 5 D2 3 M0V HO D2 4 M0V H3 D2 5 图 1 读速度 、 频率 、 电流 变 频 器 接 收 并 处 理 完 指 令 后 发 回 的 数 据 格 式 如 下 1 6 01 ， 1 6 0 3， 1 6 0 0、 1 6 6 5 ，1 6 0 0、 1 6 0 3 ，CRCL、 CRCH 站址 读命 令读 寄存器地址读 寄存器数量 C RC校验字 6 O 6 0 3 ， ⋯60麓 站址读命令字数参数字 1 参数字 2 参数字3 C R C校验字 由 此 可 见 ， P L C接 收 到 1 9位 通 信 数 据 ，前 8位 为 原 先 发 送 的读 取 指 令 ，第 1 2、 l 3位 为 读 取 的转 速 值 ， 依次 类推 ， 1 8、 l 9位 为校验 字 。 读 出 的参 数 值 分 高 位 和 低 位 ，如 读 出 的 电 流 字 电 流 H、 电 流 L 1 6 0l 、 1 6 A5 ， 则 实 际 电 流 数 值 为 l 601 A542． 1 A 1 6 0 0 0 ， 即 1 6 3 E、 1 6 8 0 。 P L C程序 如 图 2所示 ，其 中 D1 6 4为人 机 界面 输入 频率 的换 算值 。 H1 D2 O H6 D21 HO D2 2 H1 D2 3 D1 6 4 K 4 M2 印 K2 M2 6 8 D2 4 K2 M2 6 0 D2 5 图 2 写变频器速度 此外 ，变频器 的启 动及停止 等命令 就不再 一一 介 绍 ， 下 面 给 出 变 频 器 通 信 的 几 个 必 要 参 数 设 置 一 9 8 0 2 1 设 置 MO D B U S通 信 ； 1 0 0 1 1 0设 置 启 停 由通 信 控 制 ； 1 1 0 3 8设 置改 变 速 度 由通 信 控制 ； 5 3 0 2 1设 置站 号 ； 5 3 0 3和 5 3 0 4设 置 波特 率 和校 验 方式 ， 与 P L C程序设 置相 同即可 。 4 CRC 校 验 程序 是 三 菱 F X 系列 P L C进 行 MOD B US通 信 的重点 ， 而校验 程序 的难 点是将 数据循 环 8次 右移 ， 且低位 为 1时将 数据 与 1 6 A 0 0 1异或 。 笔 者通过 实验得 出两种右 移方式 ① 除 2右移 法 。这种方 法会 造成 D地址 数据 溢 出 ， 需 要二 次赋 值才可 以实现 ， 程序 编写 繁琐 ， 不 建议使用 。②按位 赋值读 取法 ， 所 用指令 为 MOV指令 ， 这 里简 称 为指 令 右移法 。这种方 法简单 易用 ，编写简单 且方 便理 解 ， 如 图 3所示 即为指令右 移 的 C RC校验 程序 。 此程序 还包含 了对变址 寄存 器 Z 0的妙用 ， 有兴 趣 的朋友 可 以 自行 实验 。 5几 点 注 意 事 项 笔者在通 信程序 的调试 过程 中遇到几点 易 出现 的 问 题 ， 现 罗 列 如 下 1 C O 使通 信不成 功 ， P L C接 收 的数据 除需要读 图 3 C R C校验程序 取 的参数赋值 为 0外 ， 其余 均被 赋值 。因此 ， 在监控 P L C程序 时 ，如遇到 此种情 况 ，请 判断 为未通 信成 功 ， 此 时可将 变频器端 A、 B两线互换 。 2 在进 行变频 器参数 写操作 时 ， 一 定要将 变频 器 设 置 为 远 程 控 制 通 过 控 制 面 板 设 定 。 3 变 频器 是 否故 障 可 以通过 读 取变 频 器控 制 字来判 断 ， 变频 器故 障代码 可以通过 读取 0 4 01 参 数 来 实现 。 6结 束 语 这套 三菱 P L C与 AB B变频 器 的 MO DBU S通 信 程序 已经在 生产 中得 到了应用 ，并通 过人机 界 面实 现 了对变频 器 的监 控 ， 效 果显著 。总之 ， 通信 控制 以 其各 方面 的优势 ， 必将在 压力机行 业 中得 到普及 。 【 参考文献 】 【 l 】 陈立定 ， 吴玉香 ， 苏开才 ， 编． 电气控 制与可 编程控 制器． 广州 华 南理工大学 出版社 ， 2 0 0 1 ． [ 2 ] 刘茂银， 梅碧舟．压力机控制系统中P L C的应用及设计．锻压装 备 与制造技术 ， 2 0 0 7 ， 4 2 3 4 5 4 7 ． 【 3 】 杨祥根， 韦勇． 电子凸轮控制器在机械压力机上的应用． 锻压装 备与制造技术， 2 0 0 8 ， 4 3 6 5 2 5 6 ． Th e M oDBUS Co mmun i c a t i o n Co n t r o l a nd i t s App l i c a tio ns be t we e n PLC a nd ABB I n v e r t e r LI U Na，DOU Le i ，LI U M a o y i n Xu z h o u Me t a l f o r mi n g Ma c h i n e G r o u p C o ． ， L t d ． ， Xu z h o u 2 2 1 1 1 6 ， J i a n g s u C h i n a Abs t r a c t T he M 0DBUS c o mm u n i c a t i o n b e t we e n M i t s u b i s h i P LC a n d ABB I n v e r t e r h a s be e n i n t r o d u c e d i n t h e Th e f r e q ue n c y a n d c u r r e n t v a l u e o f t h e i n v e r t e r ha v e b e e n r e a l i z e d t o r e a d ．Th e s p e e d h a s b e e n c o n t r o l l e d ． t i onal l y，t he CRC chec ki ng pr og r a m of PLC ha s be en briefly put f or wa r d ． K e ywo r d s Co m mu n i c a t i o n c o n t r o l ；M ODBUS； PL C ；P r e s s