PLC与变频器间的通信设计

    一、硬件连接    FX系列PLC可通过通信扩展板FX2N 485 - BD与三菱FR - 540变频器PU接口进行通信，RJ45水晶头插入变频器的PU接口（也可通过变频器通信板FR - A5NR接线），另一端的对应信号线接在FX2N 485 - BD上。变频器PU接口各线分布从变频器正面看如图12 -8所示，具体接法如图12 - 9所示。
    图12-8    变频器PU接口
    图12-9    485 - BD与三菱变频器PU口接线图    一、三菱系列变频器的RS - 485串行通信协议    1．通信协议    计算机(此处指PLC)与变频器之间的数据通信执行过程如图12 - 10所示，数据通信协议的执行过程如下：
    图12 - 10    计算机与变频器的数据通信过程    注：1．*1表示如果发现数据错误并且进行再试，从用户程序执行再试操作。如果连续再试次数超过参数设定值，变频器进入到报警停止状态。    2．*2发生接收一个错误数据时，变频器给计算机返回“再试数据3”。如果连续数据错误次数达到或超过参数设定值，变频器进入到报警停止状态。    (1)从计算机(PLC)发送数据到变频器。写人数据时可根据通信的需要，选择使用格式A、格式A'，读出数据时，使用格式B进行，如图12-11所示。    (2)变频器处理数据的时间即变频器的等待时间，是根据变频器参数Pr. 123来选择的，当Pr．123=9999时，由通信数据设定其等待时间；当Pr. 123=0～150ms时，由变频器参数设定其等待时间。    (3)从变频器返回数据到计算机(PLC)。    对从变频器返回数据的检查步骤：当通信没有错误、计算机接受请求时，从变频器返回的数据格式为C、E、E'；当通信有错误、计算机拒绝请求时，从变频器返回的数据格式为D、F，如图12 - 12和图12 - 13所示。
    图12-11    从计算机到变频器的通信格式    注：1．变频器站号可用十六进制在H00和HIF（站号0～31）之间设定。    2．*3表示控制代码。    3．*4表示CR或LF代码。当数据从计算机传输到变频器时，在有些计算机中代码CR（回车）和LF（换行）自动设置到数据组的结尾。因此，变频器的设置也必须根据计算机来确定。并且，可通过Pr、124选择有无CR和LF代码。    4．*5Pr、123[响应时间设定]不设定为9999的场合下，数据格式的“响应时间”没有，请作成通信请求数据（字符数减少1个）。
    图12-12    变频器返回的应答格式C和D
    图12-13    变频器返回的应答格式E、E'和F    (4)计算机(PLC)处理数据的延时时间。    (5)计算机(PLC)根据返回数据应答变频器；当使用格式B后，计算机可检查出从变频器返回的应答数据有无错误并通知变频器，没有发现错误使用格式G，发现错误则使用格式H。    2．数据格式类型    采用十六进制，数据在计算机(PLC)与变频器之间自动使用ASCII码传输。    (1)从计算机(PLC)到变频器的通信请求数据格式如图12 - 11所示。    (2)使用格式A和格式A'后从变频器返回的应答数据格式如图12 - 12所示。    (3)使用格式B后，从变频器返回的应答数据格式如图12 - 13所示。    (4)使用格式B后，检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器，数据格式如图12-14所示。
    图12-14    变频器返回的应答格式G和H    3．数据定义    (1) FX系列PLC与变频器之间数据通信的格式如上所述，通信中所用的各控制代码的ASCII码如表12 4所示，数字字符对应的ASCII码如表12 5所示，三菱FR - 540变频器数据代码如表12 6所示。    表12-4    控制代码表
    表12-5    数字字符ASCⅡ码表
    表12-6    三菱FR - 540变频器数据代码
    频率数据内容H0000～H2EE0变成十进制即为0～120Hz，最小单位为0.01 Hz。如现在要表示数据10Hz，即为1000(单位为0.01 Hz)，1000转换成十六进制为H03E8，再转换成ASCH码为H30 H33 H45 H38。    (2)变频器站号是规定变频器与计算机(PLC)通信的站号，在H00～HIF (00～31)之间设定。    (3)指令代码是由计算机(PLC)发给变频器，指明程序要求的代码（如运行、监视）。因此，通过响应指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监视。    (4)数据表示的是与变频器传输的数据，如频率和参数，依照指令代码确认的数据。    (5)等待时间指的是变频器收到从计算机(PLC)传来的数据直至传输应答数据之间的等待时间；要在0～150ms之间设定等待时间，最小设定单位为10ms(如1=10ms)，如图12 - 15所示。
    图12-15    变频器通信等待时间示意图    (6)总和校验代码是由被检验的ASCII码数据的总和（二进制）的最低一个字节(8位)表示的两个ASCH码数字（十六进制），如图12 - 16所示。
    图12 -16    计算机控制变频器的通信格式    若变频器的参数Pr. 123“等待时间设定”为≠9999时，以上数据排列中忽略“等待时间”的信息交换要求的数据，字符数减少1，如图12 - 17所示。
    图12 - 17    计算机控制变频器的通信格式    【例12 -2】 用PLC通信方式控制变频器，拖动电动机正转启动与停止，并能改变和读出变频器的运行频率。    如图12 - 18程序所示，其中：X000控制电动机正转启动，X001控制电动机停止，X002控制电动机运行频率为10Hz，X003控制电动机运行频率为50Hz，X004控制电动机运行频率为20Hz，X010为PLC读取变频器当前运行频率。
    图12 - 18    PLC通信方式控制变频器运行    程序中置位M8161进行8位数据传输，通信格式置D8120为HOC96（通信速率为19 200b/s、1位停止位、偶校验、7位数据长、不使用CR或LF代码）；根据通信格式在变频器作相应设置，如表12 -7所示，发送通信数据使用脉冲执行方式(SET M8122)。    运行控制命令的发送（M8161=1，8位处理模式），使用变频器通信格式A'。    表12-7    设置变频器参数
    注变频器参数设定后请将变频器电源关闭，再接上电源，否则，无法通信。    要实现PLC对变频器正转运行控制控制代码为：ENQ 01 HFA 1 H02 (sum)。    第一字节为通信请求信号ENQ，对应程序为：    MOV H05 Dl0    第二、三字节为变频器01站号，对应程序为：    MOV H30 D11    MOV H31 D12    第四、五字节为指令代码HFA，对应程序为：    MOV H46 D13    MOV H41 D14    第六字节为等待时间，对应程序为：    MOV H31 D15    第七、八字节为指令代码数据内容：正转运行H02，对应程序为：    MOV H30 D16    MOV H32 D17    第九、十字节为总和校验代码，对应程序为：    对D11～D17求总和，其值存于D100的程序：    CCD D11 D100 K7    把D100中的数化成ASCII码，取后2位存于D18、D19的程序：    ASCI D100 D18 K2    当按下X000时，通信数据被发送到变频器，变频器将正转运行。    要实现PLC对变频器反转运行与停止只要将格式A'中第七、八字节数据内容改为H04或H00即可。    要改变变频器运行频率，只需指定数据处理位为8位（即M8161=1），使用变频器通信格式A，指令代码为HED，ASCI指令运行D200中存人的运行频率转换成4位ASCII码，依次存放到D16～D19中，总和校验码存入在D20、D21中。    要读取变频器当前运行频率，则参考通信格式E，读出的4个ASCII码数据存于D33～D36中，经HEX指令转化存于D300。