供应西门子Siemens440潍坊变频器维修中心的变频器

在PLC 与变频器的综合应用中，比较传统的应用一般是使用PLC的硬接点输出控制变频器的运行及停止，使用多段速度或D/A输出控制变频器的转速变化，在这种应用方式中，PLC与变频器通过外部接线完成连接，不能进行内部数据的传递；而使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种电参数如：运行频率、电流、电压、功率等等，配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上。以下的所有协议及程序均以三菱FX2N系列PLC可编程控制器和三菱变频器为例说明。

二、计算机（PLC可编程控制器）与变频器的编程协议

1．通讯协议

计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的数据通讯执行过程如.

数据通讯协议执行过程分五个步骤进行，具体过程分析如下：

1）从计算机（PLC可编程控制器）发送数据到变频器；数据写入时根据需要，选择使用格式A、A1，数据读出时，使用格式B进行；

2）变频器数据处理时间，即变频器的等待时间；根据变频器参数Pr。123选择， Pr。123=9999，由通讯数据设定其等待时间；Pr。123=0~150ms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可编程控制器）；变频器检查步骤1）发送的数据有无错误，如果通讯没有错误、接受请求时，将从变频器返回数据格式为C、E、E1；如果通讯有错误、拒绝请求时，则从变频器返回数据格式为D、F；

4）计算机（PLC可编程控制器）处理延时时间；

5）计算机（PLC可编程控制器）根据返回数据应答变频器；当使用格式B后，计算机可检查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，发现错误使用格式H。

2．数据格式类型

使用十六进制，数据在计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的自动使用ASCII码传输。

1）从计算机（PLC可编程控制器）到变频器的通讯请求数据 注：1.变频器站号可用十六进制在H00~H1F（站号00~31）之间设定；

2．*3 表示控制代码；

3．*4表示CR（回车符）或LF（换行符）代码；

当数据从计算机（PLC可编程控制器）传输到变频器时，在有些计算机中代码CR（回车符）和LF（换行符）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认，并且可通过变频器的Pr.124选择有无CR和LF代码。

4．*5 Pr.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"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个）

2）使用格式A和格式A1后从变频器返回的应答数据

3）使用格式B后，从变频器返回的应答数据

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

3．数据定义

1） 控制代码(表1)

2） 变频器站号

规定与计算机（PLC可编程控制器）通讯的站号，在H00~H1F（00~31）之间设定；

3） 指令代码

由计算机（PLC可编程控制器）发给变频器，指明程序要求（例如：运行、监示）；因此，通过响应的指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监示。

4）数据

表示与变频器传输的数据，例如频率和参数；依照指令代码确认数据的定义和设定范围。

5）等待时间

规定变频器收到从计算机（PLC可编程控制器）来的数据和传输应答数据之间的等待时间；根据计算机的响应时间在0~150毫秒之间设定等待时间，最小设定单位位10毫秒，（例如：1=10毫秒，2=20毫秒）

注：Pr.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"字节没有，请作成通讯请求数据。（字符数减少一个）

6）总和校验

总和校验代码是由被校验的ASCII码数据的总和（二进制）的一个字节（8位）表示的2个ASCII码数字（十六进制）。

4．PLC串行数据通讯指令简介

1）该RS指令为使用RS－232C及RS－485功能扩展板及特殊适配器，进行发送接收串行数据的指令，数据的格式可以通过特殊数据寄存器D8120设定，并要与变频器的数据格式类型完全对应；通过PLC传送指令把通讯数据装到D200开始的连续单元中；

2）D200：发送数据的首地址（指针）；

3）D0：发送数据的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行发送的系统中，将数据发送点数设定为K0；

4）D500：接收数据的首地址（指针）；

5）D1：数据接收的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行接收的系统中，将数据接收点数设定为K0；

6）发送通讯数据时请使用脉冲执行方式，SET M8122 即可。

5．PLC可编程控制器的通讯格式D8120

为了使用串行数据的发送和接收，在变频器和PLC可编程控制器的通讯格式必须一致，PLC可编程控制器的通讯参数通过D8120来设定。

PLC可编程控制器的通信格式D8120=H009F设定例(表2)

6．程序设计的建议

1）当从计算机（PLC可编程控制器）发送的数据中有错误时，变频器将不接受这个数据；因此，用户的程序中始终应插入一个错误再试程序。

2）任何数据通讯的开始都是由计算机发出请求，没有计算机的请求，变频器将不能返回任何数据，例如：操作指令或数据监示等等；因此，对于监示等，在设计程序时，让计算机提出读数请求时必要的。

7．与变频器通讯的错误代码

当从计算机发来的数据有错误时，变频器将不接受此数据；如果变频器在接收数据时发现任何错误，它的定义和NAK代码一起被送回到计算机。

三、变频器的通讯相关参数（通过变频器PU口和PLC通讯）

PLC可编程控制器和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输。

设置三菱变频器的通讯参数才能进行通讯运行，变频器与通信有关的参数设定如表3：

注：每次参数初始化设定后，需要复位变频器（可以采用断电再上电复位的方式进行），如果改变与通讯相关的参数后，变频器没有复位，通讯将不能进行。

四、FX2N-485-BD与三菱FR-A540变频器的通讯接线

RJ45水晶头插入变频器的PU接口（也可通过变频器通讯板FR-A5NR接线），另一端的对应信号线接在FX2N-485-BD上。

五、PLC与变频器通讯的编程及调试例解

1）运行控制命令的发送

变频器的操作指令代码及数据内容如表4：

在PLC程序中，变频器等待时间使用变频器参数设定为20ms，故格式A1中等待时间字节减少一个，由于本程序不使用 CR和LF，最后一个字节也不用，故本PLC程序例中发送数据为9个字节。

格式A1中各字节含义如下：

第一字节为通讯请求信号ENQ，对应程序为 MOV H05 D200 ；

第二、第三字节为变频器00号站，对应程序为 MOV H30 D201 MOV H30 D202 ；

第四、第五字节为指令代码HFA，对应程序为 MOV H46 D203 MOV H41 D204 ；

第六、第七字节为指令代码为：正转运行H02，对应程序为 MOV H30 D205 MOV H32 D206 ；

第八、第九字节为总和校验代码，对应程序为 MOV H34 D207 MOV H39 D208 ；

当按下X0时，通讯数据被发送到变频器，变频器将正转运行；

如要进行变频器停止及反转运行程序编程，可在上面的范例程序中修改指令代码中数据内容即可实现，例如：范例中的程序修改为 MOV H30 D205 MOV H34 D206 可实现反转运行；修改为 MOV H30 D205 MOV H30 D206 实现停止（图九）；

说明：M8161=1，8位处理模式，X0为变频器正转运行控制，使用变频器通讯协议的格式A1如图十：

2）总和校验码的自动计算实例

在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr。123=9999，即等待时间用PLC程序设定；将H05-H30－H31－H45－H31－H31－H30－H37－H41－H44分别用传送指令传到D300开始的连续10个PLC的内存单元中，其总和校验码可用CCD指令自动计算出来，通过PLC程序再将总和校验码转换成2个ASCII码，并送到PLC的对应内存单元D310，D311中，计算总和校验码PLC程序如

本例的变频器等待时间由变频器设定，故上述格式中的等待时间字节无。

3）变频器运行频率的改变实例

在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr。123=9999，即等待时间用PLC程序设定；通过触摸屏将变频器的运行频率直接写到PLC内存D1000中（或使用传送指令将频率数据自动写入），ASCI指令将变频器的运行频率转换成4位ASCII码，依次存放到PLC的内存单元D305~D308中，总和校验码存放在D309、D310；总和校验计算请参照上一例的自动计算方式进行。