【摘要】 本文介紹了通過(guò)三菱PLC作為主站與多臺(tái)三菱變頻器用RS485串行通訊構(gòu)成的高精度變頻器調(diào)速控制、監(jiān)控系統(tǒng)。詳細(xì)敘述了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成,PLC與變頻器之間的通訊原理和通訊協(xié)議,闡明了該網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)速系統(tǒng)與一般模擬量控制調(diào)速系統(tǒng)相比的優(yōu)越性.
【關(guān)鍵詞】 PLC 變頻調(diào)速器 多電機(jī)控制 RS485網(wǎng)絡(luò) 通訊協(xié)議 實(shí)時(shí)監(jiān)控
Abstract: This paper gives a detailed introduction about the precise timing control system of the inverter, using Mitsubishi PLC network as the main platform, connected with many Mitsubishi inverters by RS485 communication network. It also discusses in detail the base structure, the principle, and the communication protocol of the system, explicates the superiority of the system comparing with other similar systems, and gives the software implementation procedure of the PLC system.
Key Words: PLC inverter multi-motor-control RS485 network communication protocol timing control

一 前言
近年來(lái)，交流調(diào)速的發(fā)展十分迅速，打破了過(guò)去直流拖動(dòng)在調(diào)速領(lǐng)域中的統(tǒng)治地位，交流調(diào)速拖動(dòng)已進(jìn)入了與直流拖動(dòng)相媲美、相抗衡的時(shí)代。目前，變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工等各個(gè)行業(yè)。作為變頻調(diào)速系統(tǒng)中的控制核心部分的變頻器,最初是以單臺(tái)形式工作的,可以通過(guò)變頻器的控制面板或端子進(jìn)行運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置,啟動(dòng)或停止變頻器運(yùn)行,讀取各種變頻器運(yùn)行數(shù)據(jù)等等。而現(xiàn)在各種大中型自動(dòng)化生產(chǎn)線則要求由多臺(tái)變頻器組成的同步控制系統(tǒng)、比例控制系統(tǒng)等復(fù)雜的控制,并且要相互協(xié)調(diào),形成連續(xù)生產(chǎn)線的調(diào)速控制系統(tǒng)。

本文是用三菱FX2NPLC通過(guò)RS485接口使用變頻器專用通訊協(xié)議對(duì)多臺(tái)三菱變頻器進(jìn)行控制，本文著重介紹了三菱變頻器實(shí)時(shí)在線通訊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

二 設(shè)計(jì)原理
1 在本課題中， 用比較通用一臺(tái)三菱FX2N PLC ，F(xiàn)R- - E540 系列變頻器多臺(tái)，F(xiàn)X2N-485-BD一個(gè)， PU04一個(gè)， 三菱F930觸摸屏一個(gè)。 導(dǎo)線及人機(jī)界面通訊線。
使用的軟件有觸摸屏的編寫界面軟件 PCS-DU-WIN 及PLC的編程軟件FXGPWIN。

三菱變頻器的操作面板接口即是一個(gè)RS-485串行數(shù)據(jù)通訊接口,在三菱FX系列PLC擴(kuò)展一個(gè)RS-485通訊模塊(型號(hào)：FX-485-BD，市場(chǎng)價(jià)格僅200元左右),再配備一根5芯的通訊電纜將變頻器485通訊接口同PLC的485通訊模板相連接，就能夠?qū)崿F(xiàn)可編程控制器PLC通過(guò)RS-485通訊對(duì)變頻器幾乎所有運(yùn)行功能的控制，包括變頻器的正反轉(zhuǎn)控制.點(diǎn)動(dòng).多段速度選擇運(yùn)行. 頻率的連續(xù)無(wú)極給定及電機(jī)電流.轉(zhuǎn)速與故障的監(jiān)視(PLC需配備觸摸屏，通過(guò)觸摸屏進(jìn)行電機(jī)頻率設(shè)定及電流。
在設(shè)計(jì)軟件方面，首先對(duì)變頻器通訊環(huán)境進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括站號(hào).波特率.奇偶校驗(yàn)等。然后，根據(jù)變頻器的通訊協(xié)議，運(yùn)用三菱可編程控制器的串行數(shù)據(jù)通訊RS指令，作出PLC對(duì)變頻器實(shí)行控制的梯形圖程序。如果配有觸摸屏，可將觸摸屏的軟件設(shè)計(jì)也納入對(duì)變頻器的監(jiān)控中，以實(shí)現(xiàn)變頻器更多的控制.運(yùn)行.顯示功能

2 接線方法：
PU接口引腳 ： 1 SG 2 P5S 3 RDA 4 SDB 5 SDA 6 RDB 7 SG 8 P5S
接線方法為 SDA－－－－－－－－RDA
SDB－－－－－－－－RDB
RDA－－－－－－-SDA
RDB－－－－－－-SDB
SG－－－－－－－－－－SG

D8120 = 0000 0000 1000 0001 0081


對(duì)應(yīng)變頻器參數(shù) ：
PR 79 1
117 0 站號(hào)
118 96 波特率
119 0 停止位長(zhǎng)、字節(jié)長(zhǎng)
120 0 奇偶
121 9999 通訊再試
122 9999 通訊校驗(yàn)時(shí)間間隔
123 等待時(shí)間設(shè)定9999
124 0
342 1

3 人機(jī)界面觸摸屏的設(shè)計(jì)
在人機(jī)界面中，設(shè)計(jì)了1幅畫面，包括站號(hào)設(shè)定，頻率設(shè)定， 正轉(zhuǎn)設(shè)定，反轉(zhuǎn)設(shè)定，停止設(shè)定。

三 結(jié)果分析
通過(guò)本課題及實(shí)際工作中的使用證明，運(yùn)用RS-485串行數(shù)據(jù)通訊總線對(duì)變頻器實(shí)行控制，極大地減少了線路連接的復(fù)雜性。實(shí)現(xiàn)多機(jī)分布傳動(dòng)機(jī)制的PLC集中監(jiān)測(cè)和控制新系統(tǒng)，能極大地節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本而又有效地滿足控制需求，是一項(xiàng)值得推廣的變頻器控制技術(shù)。采用RS485網(wǎng)絡(luò)控制是一種十分理想的控制方式，它有許多值得借鑒的優(yōu)點(diǎn)：
1）采用通訊控制變頻器，具有硬件邏輯簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。以此方式，可以實(shí)現(xiàn)全車間的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)控制。
3）系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，對(duì)于負(fù)載的急變，主牽引速度的快速變化都能很快跟隨調(diào)整好。
4）調(diào)速范圍廣，閉環(huán)可達(dá)1000：1，我們采用了變頻電機(jī)，在低速情況下完全可以長(zhǎng)期運(yùn)行。
5）操作簡(jiǎn)單，只需要在觸摸屏上就可以控制整個(gè)變頻器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，監(jiān)視及故障。
我真誠(chéng)地希望同各界朋友相互交流，共同促進(jìn)變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
注1：程序見(jiàn)附頁(yè)

參考文獻(xiàn)：
《三菱變頻調(diào)速器使用手冊(cè)》
《FX2N編程手冊(cè)》
《FX通訊用戶手冊(cè)》 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：覃寧鳳
2005－7－12于東莞