三菱PLC控制變頻器的幾種方法

1、PLC控制變頻器的幾種方法1、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(wèn)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

2、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。2、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 2.1系統(tǒng)硬件組成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(zhǎng)通訊距離50m）；或FX0N

3、-485ADP通訊模塊1塊+FX2N-CNV-BD板1塊（最長(zhǎng)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(guò) 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）100 Q;選件：人機(jī)界面（如 F930GOT等小型觸摸屏）1臺(tái)。2.2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FX

4、2N-485-BD通訊模板，未使用的2個(gè)P5S端頭不接。 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。 將RJ45電纜分別連接變頻器的PUD,網(wǎng)絡(luò)末端變頻器的接受信號(hào)端 RDA、 RDB之間連接一只100 Q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。2.3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(zhǎng)/字長(zhǎng)” 奇偶校驗(yàn)”等等。變頻器內(nèi)的Pr.117Pr.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

5、-SW1-SETU P-WE在PU 口進(jìn)行。2.4變頻器設(shè)定項(xiàng)目和指令代碼舉例 2.5變頻器數(shù)據(jù)代碼表舉例 2.6 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(guò)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(yǔ)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

6、器)。指令解釋：PLC 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(yǔ)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H02 :正轉(zhuǎn)指令。AND M8029指令執(zhí)行結(jié)束;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(yǔ)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

7、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；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(yǔ)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:站號(hào) 3; K7: 參數(shù)7-加速時(shí)間；K10:寫入的數(shù)值。EXTR K13 K3 K8 K10 EXTR K13變頻器參數(shù)寫入指令； K3 :站號(hào)3; K8:參數(shù) 8-減速時(shí)間；K10:寫入

8、的數(shù)值。AND M8029指令執(zhí)行結(jié)束;RST M1復(fù)位M1輔助繼電器。指令解釋：PLC將站號(hào)3的變頻器的7號(hào)參數(shù)-加速時(shí)間、8號(hào)參數(shù)-減速時(shí)間變 更為10。3、三菱PLC控制變頻器的各種方法綜合評(píng)述與對(duì)比 3.1 PLC的開關(guān)量信號(hào)控制變頻器PLC（MR型或MT型）的輸出點(diǎn)、COM點(diǎn)直接與變頻器的STF（正轉(zhuǎn)啟動(dòng)）、RH（高 速）、RM（中速）、RL（低速）、輸入端SG等端口分別相連。PLC可以通過(guò)程序控制 變頻器的啟動(dòng)、停止、復(fù)位；也可以控制變頻器高速、中速、低速端子的不同組合實(shí)現(xiàn)多段速度運(yùn)行。但是，因?yàn)樗遣捎瞄_關(guān)量來(lái)實(shí)施控制的，其調(diào)速曲線 不是一條連續(xù)平滑的曲線，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)精細(xì)的速度調(diào)

9、節(jié)。這種開關(guān)量控制方法， 其調(diào)速精度無(wú)法與采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的相比。3.2 PLC的模擬量信號(hào)控制變頻器硬件：FX1N型、FX2N型PLC主機(jī)，配置1路簡(jiǎn)易型的FX1N-1DA-BD擴(kuò)展模擬 量輸出板；或模擬量輸入輸出混合模塊FX0N-3A;或兩路輸出的FX2N-2DA; 或四路輸出的FX2N-4DA模塊等。優(yōu)點(diǎn)：PLC程序編制簡(jiǎn)單方便，調(diào)速曲線平滑連續(xù)、工作穩(wěn)定。缺點(diǎn)：在大規(guī)模生產(chǎn)線中，控制電纜較長(zhǎng)，尤其是 DA模塊采用電壓信號(hào)輸出 時(shí)，線路有較大的電壓降，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，從經(jīng)濟(jì)角度考 慮，如控制8臺(tái)變頻器，需要2塊FX2N-4DA模塊，其造價(jià)是采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通 訊控制

10、的57倍。3.3 PLC采用RS-485無(wú)協(xié)議通訊方法控制變頻器這是使用得最為普遍的一種方法，PLC采用RS串行通訊指令編程。優(yōu)點(diǎn)：硬件簡(jiǎn)單、造價(jià)最低，可控制 32臺(tái)變頻器。RS-485無(wú)協(xié)議缺點(diǎn)：編程工作量較大。從本文的第二章可知：采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的編程 極其簡(jiǎn)單，從事過(guò)PLC編程的技術(shù)人員只要知道怎樣查表，僅僅數(shù)小時(shí)即可掌 握，增加的硬件費(fèi)用也很低。這種方法編程的輕松程度，是采用 通訊控制變頻器的方法所無(wú)法相比的。3.4 PLC采用RS-485的Modbus-RTU通訊方法控制變頻器三菱新型F700系列變頻器使用RS-485端子利用Modbus-RTU協(xié)議與PLC進(jìn)行 通訊。優(yōu)點(diǎn)：M

11、odbus通訊方式的PLC編程比RS-485無(wú)協(xié)議方式要簡(jiǎn)單便捷。缺點(diǎn)：PLC編程工作量仍然較大。3.5 PLC采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式控制變頻器三菱變頻器可內(nèi)置各種類型的通訊選件，如用于CC-Link現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5NC選件；用于Profibus DP現(xiàn)場(chǎng)總線的FR-A5AP(A)選件；用于DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總 線的FR-A5ND選件等等。三菱FX系列PLC有對(duì)應(yīng)的通訊接口模塊與之對(duì)接。優(yōu)點(diǎn)：速度快、距離遠(yuǎn)、效率高、工作穩(wěn)定、編程簡(jiǎn)單、可連接變頻器數(shù)量多。缺點(diǎn)：造價(jià)較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制的造價(jià)。綜上所述，PLC采用擴(kuò)展存儲(chǔ)器通訊控制變頻器的方法確有造價(jià)低廉、 易學(xué)易用、 性能可靠的優(yōu)勢(shì)； 若配置人機(jī)界面，變頻器參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控將變得更加便利。1臺(tái)PLC和不多于8臺(tái)變頻器組成的交流變頻傳動(dòng)系統(tǒng)是常見的小型工業(yè)自動(dòng)化 系統(tǒng)，廣泛地應(yīng)用在小型造紙生產(chǎn)線、單面瓦楞紙板機(jī)械、塑料薄膜生產(chǎn)線、印 染煮漂機(jī)械、活套式金屬拉絲機(jī)等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。采用簡(jiǎn)便控制方法，可以使工 程方案擁有通訊控制的諸多優(yōu)勢(shì)，又可省卻RS-485數(shù)據(jù)通訊中的諸多繁雜計(jì)算， 使工程質(zhì)量和工作效率得到極大的提高。但是，這種簡(jiǎn)便方法也有其缺陷：它只 能控制變頻器而不能控制