艾默生PLC在變頻器網(wǎng)絡(luò)控制中的通信設(shè)計(jì)(
發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：114 品牌：艾默生_Emerson
1 引言
隨著plc技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越顯示其強(qiáng)大的核心控制功能，plc和其他設(shè)備之間的連接已經(jīng)從比較煩瑣的傳統(tǒng)i/o方式向越來越受歡迎的簡潔先進(jìn)的通信方式過渡，不僅為設(shè)計(jì)者節(jié)省了大量的硬件成本，更能為遠(yuǎn)程控制，組網(wǎng)提供了可能，使控制系統(tǒng)更加無縫地融為一體。
本文主要通過艾默生plc和多臺變頻器組網(wǎng)通信(以modbus協(xié)議方式)為例，說明plc和多臺變頻器網(wǎng)絡(luò)控制的通信程序的設(shè)計(jì)方法。
2 modbus協(xié)議簡要介紹
modbus協(xié)議由美國著名的modi -con公司提出，通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控，它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。控制器通信使用主—從技術(shù)，即僅一設(shè)備(主設(shè)備)能初始化傳輸(查詢)。其它設(shè)備(從設(shè)備)根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。典型的主設(shè)備：ipc，hmi，plc等；典型的從設(shè)備：各種儀表，plc，變頻器等。主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通信，也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信。如果單獨(dú)通信，從設(shè)備返回一消息作為回應(yīng)，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應(yīng)。modbus協(xié)議建立了主設(shè)備查詢和從設(shè)備回應(yīng)的格式：設(shè)備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯誤檢測域。modbus協(xié)議同時(shí)支持rtu模式和ascii模式，rtu模式對應(yīng)的幀格式如下：(ascii模式介紹省略)。
3 艾默生plc集成的modbus協(xié)議功能
艾默生ec20系列plc的通信口com 1集成了modbus主站協(xié)議， 在編程時(shí)先在編程軟件的系統(tǒng)塊里進(jìn)行設(shè)置具體如下：系統(tǒng)塊→“通信口”菜單→“通信口1參數(shù)設(shè)置”菜單→選“modbus協(xié)議”→進(jìn)行“modbus設(shè)置”→進(jìn)行通信參數(shù)和(主模式)站號等設(shè)置即可。
然后利用modbus指令進(jìn)行編程——modbus (s1) (s2)(s3)各參數(shù)含義如下：
s1 指定的通訊通道;
s2 發(fā)送數(shù)據(jù)起始地址;
s3 接收數(shù)據(jù)起始地址;
modbus指令發(fā)送過程中，自動加上所需的起始字符，結(jié)束字符和校驗(yàn)和；發(fā)送的數(shù)據(jù)，不需設(shè)定發(fā)送的數(shù)據(jù)長度，系統(tǒng)會根據(jù)功能碼自動按系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定長度進(jìn)行發(fā)送。
圖1 rtu模式對應(yīng)的幀格式
2個重要的通信標(biāo)志：sm135— modbus的通訊成功標(biāo)志位，通訊成功時(shí)置位,不會自動復(fù)位，所以在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候要進(jìn)行一次復(fù)位；sm136—modbus的通信錯誤標(biāo)志位，通信錯誤(包括從設(shè)備沒有回應(yīng))時(shí)置位，不會自動復(fù)位，所以在接收數(shù)據(jù)的時(shí)候要進(jìn)行一次復(fù)位。
4 艾默生變頻器通信協(xié)議
艾默生公司生產(chǎn)的ev系列變頻器都集成modbus協(xié)議，且提供rs23 -2c和rs485通信口供用戶選擇，所以通過plc和變頻器通信的方式完成控制比較簡單經(jīng)濟(jì)，而且顯得系統(tǒng)比較高檔，下面簡單介紹其協(xié)議：
(1) 支持modbus rtu和ascii格式；
(2) 參數(shù)的modbus協(xié)議地址影射規(guī)則：變頻器的功能碼參數(shù)、控制參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)都映射為modbus的讀寫寄存器。變頻器功能碼的組號映射為寄存器地址的高字節(jié)，組內(nèi)索引映射為寄存器地址的低字節(jié)。變頻器的控制參數(shù)和狀態(tài)參數(shù)均虛擬為變頻器功能碼組。功能碼組號與其映射的寄存器地址高字節(jié)的對應(yīng)關(guān)系如下：f0組：0x00；f1組：0x01；f2組：0x02；f3組：0x03；f4組：0x04；f5組：0x05；f6組：0x06；f7組：0x07；f8組：0x08；f9組：0x09；fa組：0x0a；fb組：0x0b；fc組：0x0c；fd組：0x0d；fe組：0x0e；ff組：0x0f；fh組：0x10；fl組：0x11；fn組：0x12；fp組：0x13；fu組：0x14；變頻器控制參數(shù)組：0x32；變頻器狀態(tài)參數(shù)組：0x33。例如變頻器功能碼參數(shù)f3.02的寄存器地址為0x302，變頻器功能碼參數(shù)ff.01的寄存器地址為0xf01。
(3) 支持的功能碼如下(見表1)；
(4) 具體的協(xié)議介紹請參考艾默生變頻器用戶手冊。
