基于RS485的PLC与变频器通讯实现
2019-8-12 来源：山东水利技师学院 作者：王国军
摘要：在数控机床中，以三相异步电动机为控制对象，通过PLC与变频器的通讯连接和编程测试，实现了PLC与变频器之间的基于RS485专用通讯协议方式的通讯，测试程序稳定，可实时监控变频器参数。
关键词：RS485 变频器 PLC 通讯
数控机床中主轴的旋转运动大多是由三相异步电动机所驱动，三相异步电动机由PLC与变频器控制。PLC与变频器之间的控制方式也多种多样，有I/O控制、模拟量控制和通讯控制等多种控制方式，根据不同的应用场合可选择不同的控制方式。本文介绍三菱PLC与三菱FR-E740变频器之间的三种控制方式，重点对基于RS485的专用协议通讯进行具体介绍。
1．PLC控制变频器的常用方法
PLC控制变频器的方法有以下三种控制方式：
（1）I/O控制
I/O控制是一种最简单和最直接的控制方式，不需要通讯协议，只要将PLC与变频器进行简单的点对点连接就可以。在PLC的编程软件中写好程序，由输出继电器的输出点高低电平的组合对变频器的RH、RM、RL等点的控制实现7段速的控制，或者通过输出继电器的输出点高低电平的组合对变频器的RH、RM、RL、REX等点的控制实现15段速的控制。这种控制方式的缺点是通讯距离较短，控制速度值一定，不能实现平滑控制，也不能进行变频器参数值的监控。
（2）模拟量控制
模拟量一般是由传感器变换出来的，例如压力传感器、温度传感器、速度传感器，这些传感器把测量出来的实际压力、温度等转换成0～5V、0~10V、0～20mA、4～20mA等，变频器可根据这些输入信号控制电机的转速。模拟量比通讯容易受干扰，尤其是电压信号，通常都需要进行屏蔽、隔离、滤波的方式进行处理。
（3）通讯控制
三菱PLC与三菱变频器的通讯可以采用常用的MODBUS-RTU通讯，也可以采用三菱专用协议通讯。MODBUS-RTU通讯方式程序编写较为复杂，对于没有专用通讯协议的情况下，可采用MODBUS-RTU通讯，通讯距离较远（可达500m），速度高，成本低，稳定性好，所以在工业控制中是较为常用的一种通讯控制协议。本文重点介绍三菱专用协议通讯方式。
2．基于RS485的三菱专用协议通讯
（1）PLC与变频器的接线
在三菱FX3U的左侧扩展FX3U-485ADP型RS-485通信用特殊适配器，该适配器通讯距离500m,最多可连接8台变频器。PLC、变频器通讯通过网线连接（网线的RJ45接头连接至变频器、另一端接FX3U-485ADP通讯模块）。2、8号插针为操作面板或参数单元用电源。进行RS-485通讯时请不要使用。如果接入使用，可能或导致变频器无法动作或损坏。变频器与FX3U-485ADP的接线对应如表一所示。变频器本体网线插座，从下面看，如图一所示。
表一 RJ45接头针脚与FX3U-ADP485 对应表
（2）变频器参数
为了正确的建立 PLC与变频器之间的通讯,必须在变频器中设置与通讯有关的参数。相关三菱FR-E740的参数设置如下：
P79模式选择为6；p117通讯站号选择为1；p118通讯站好选择为192或96（要与PLC的通讯参数一致）；p120通讯停止位长选择为1；p120通讯奇偶校验选择为2；p120-p123全部选择为9999；p124通讯有无CR/LF选择为1；p549协议选择为0；p340通讯启动模式选择为10。参数设置好后要进行重启变频器。
（3）PLC编程软件GX-Developer通讯参数设置
PLC通讯参数设置在PLC系统（2）中首先选择通道一（CH1）或通道二（CH2），这个根据FX3U-485ADP与PLC本体的连接，靠近PLC本体的模块选择通道一。①协议为无协议通信;②数据长度为 8位;③奇偶校验为偶数;④停止位为 2位;⑤传输速率为 19200 bps;⑥H/W类型为 RS-485;⑦传送控制顺序为格式4（CR/LF有）⑧站号设置为 00;⑨超时判定时间为 1。
（4）PLC与变频器的通讯程序
PLC与变频器之间采用主从通讯方式控制三相异步电机，PLC和变频器设置相关参数完成后，组态触摸屏进行了通讯测试，在触摸屏上的正转、反转和停止按钮分别用M1、M2、M3三个变量连接程序；触摸屏上的频率参数设置输入框用M20来连接程序变量；用D0数据寄存器连接程序，用于触摸屏手动输入频率值；D200、D202、D204分别对应触摸屏上的电流、电压和频率监控输出框寄存器变量；通讯示例程序如下：
3．结论
PLC与变频器间采用RS485通讯，通讯速度高、距离长、抗干扰能力强，通过上述程序的测试，运行稳定，成本较低，通过触摸屏就可实现对变频器控制和多种参数的监控。
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