浙江工業大學機電學院 李興旺 董星濤 [摘要] 本文介紹了一種PLC與變頻調速器構成的多分支通訊網絡,闡明了該網絡控製調速係統與一般模擬量控製調速係統相比的優越性,給出了係統框圖及PLC程序。 [關鍵詞] PLC 變頻調速器 多電機控製 網絡 通訊協議 一、引言 以變頻調速器為調速控製器的同步控製係統、比例控製係統和同速係統等已廣泛應用於冶金、機械、紡織、化工等行業。以比例控製係統為例,一般的係統構成如圖1 所示。
 工作時操作人員通過控製機(可為PLC或工業PC)設定比例運行參數,然後控製機通過D/A轉zhuan換huan模mo件jian發fa出chu控kong製zhi變bian頻pin調tiao速su器qi的de速su度du指zhi令ling使shi各ge個ge變bian頻pin調tiao速su器qi帶dai動dong電dian機ji按an一yi定ding的de速su度du比bi例li運yun轉zhuan。此ci方fang案an對dui電dian機ji數shu目mu不bu多duo,電dian機ji分fen布bu比bi較jiao集ji中zhong的de應ying用yong係xi統tong較jiao合he適shi。但dan對dui於yu大da規gui模mo生sheng產chan自zi動dong線xian,一yi方fang麵mian電dian機ji數shu目mu較jiao多duo,另ling一yi方fang麵mian電dian機ji分fen布bu距ju離li較jiao遠yuan。采cai用yong此ci控kong製zhi方fang案an時shi由you於yu速su度du指zhi令ling信xin號hao在zai長chang距ju離li傳chuan輸shu中zhong的de衰shuai減jian和he外wai界jie的de幹gan擾rao,使shi整zheng個ge係xi統tong的de工gong作zuo穩wen定ding性xing和he可ke靠kao性xing降jiang低di;同時大量D/A轉換模件使係統成本增加。為此我們提出了PLC與變頻調速器構成多分支通訊控製網絡。該係統成本較低、信號傳輸距離遠、抗幹擾能力強,尤其適合遠距離,多電機控製。 二、係統硬件構成 係統硬件結構如圖2 所示,主要由下列組件構成;
 1、FX0N―24MR為PLC基本單元,執行係統及用戶軟件,是係統的核心。 2、FX0N―485ADP為FX0N係統PLC的通訊適配器,該模塊的主要作用是在計算機―PLC通訊係統中作為子站接受計算機發給PLC的信息或在多PLC構成n:nwangluoshizuoweiwangluoshipeiqi,yibanzhizuoweiguidingxieyideshouxindanyuanshiyong。benwenzuozhezaifenxiqijiegoudejichushang,jiangqizuoweitongxunzhuzhanshiyong,wanchengbianpintiaosuqikongzhixinhaodefasong。 3、FR―CU03為FR―A044係列比例調速器的計算機連接單元,符合RS―422/RS―485通訊規範,用於實現計算機與多台變頻調速器的連網。通過該單元能夠在網絡上實現變頻調速器的運行控製(如啟動、停止、運行頻率設定)、參數設定和狀態監控等功能,是變頻器的網絡接口。 4、FR―A044變頻調查器,實現電機調速。 在1:n(本文中為1:3)多分支通訊網絡中,每個變頻器為一個子站,每個子站均有一個站號,事先由參數設定單元設定。工作過程中,PLC通過FX0N―485ADP發(fa)有(you)關(guan)命(ming)令(ling)信(xin)息(xi)後(hou),各(ge)個(ge)子(zi)站(zhan)均(jun)收(shou)到(dao)該(gai)信(xin)息(xi),然(ran)後(hou)每(mei)個(ge)子(zi)站(zhan)判(pan)斷(duan)該(gai)信(xin)息(xi)的(de)站(zhan)號(hao)地(di)址(zhi)是(shi)否(fou)與(yu)本(ben)站(zhan)站(zhan)號(hao)一(yi)致(zhi)。若(ruo)一(yi)致(zhi)則(ze)處(chu)理(li)該(gai)信(xin)息(xi)並(bing)返(fan)回(hui)應(ying)答(da)信(xin)息(xi);若不一致則放棄該信息的處理,這樣就保證了在網絡上同時隻有一個子站與主站交換信息。 三、軟件設計 1、通訊協議 FR―CU03規定計算機與變頻器的通訊過程如圖3 所示,
 該過程最多分5個階段。?、計算機發出通訊請求;?、變頻器處理等待;?、變頻器作出應答;?、計算機處理等待;?、計算機作出應答。根據不同的通訊要求完成相應的過程,如寫變頻器啟停控製命令時完成?~?三個過程;監視變頻器運行頻率時完成?~?五個過程。不論是寫數據還是讀數據,均有計算機發出請求,變頻器隻是被動接受請求並作出應答。每個階段的數據格式均有差別。圖4 分別為寫變頻器控製命令和變頻器運行頻率的數據格式。
 2、PLC編程 要實現對變頻器的控製,必須對PLC進行編程,通過程序實現PLC與變頻器信息交換的控製。PLC程序應完成FX0N―485ADP通訊適配器的初始化、控製命令字的組合、代碼轉換及變頻器應答信息的處理等工作。PLC梯形圖程序(部分程序)如圖5 所示。
 程序中通訊發送緩衝區為D127~D149;接受緩衝區為D150~D160。電機1啟動、停止分別由X0的上升、下降沿控製;電機2啟動、停止分別由X1的上升、下降沿控製;電機3啟動、停止分別由X2的上升、下降沿控製。程序由係統起始脈衝M8002初始化FX0N―485ADP的通訊協議;然後進行啟動、停止信號的處理。以電機1啟動為例,X0的上升沿M50吸合,變頻器1的站號送入D130,運行命令字送入D135,ENQ、寫運行命令的控製字和等待時間等由編程器事先寫入D131、D132、D133;接著求校驗和並送入D136、D137;最後置M8122允許RS指令發送控製信息到。變頻器受到信號後立刻返回應答信息,此信息FX0N―485ADP收到後置M8132,PLC根據情況作出相應處理後結束程序。 四、結語 1、實際使用表明,該方案能夠實現PLC通過網絡對變頻調速器的運行控製、參數設定和運行狀態監控。 2、該係統最多可控製變頻調速器32台,最大距離500m。 3、控製多台變頻器,成本明顯低於D/A控製方式。 4、隨著變頻器的增加,通訊延遲加大,係統響應速度低於D/A控製方式。 ----廣州彙尼克供稿
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