西门子6ES7223-1BL22-0XA8方法说明
智能型外围联机 FBs-PLC之5个通讯端口可同时连结各种智能 型外围,界面则有USB、RS232、RS485 、以太网络(Ethernet)可供选择,除可选用 永宏标准通讯协议或Modbus通讯协议或透 过FATEK Communication Server通讯伺服 器来通讯外,尚可利用Cbbbb通讯便利指令 ,自行定义通讯协议主动或被动地与任何 智能型外围联机。
高速CPU bbbb
利用Port2之RS485界面,可做永宏PLC间 多达254台之高速bbbb,且仅需于主站使用 一个Cbbbb指令即可达成,高通讯速度可 达921.6 Kbps,适用于多台PLC作分布式即 时控制之应用(高速共享数据区之数据 ,因实时更新,故占用较多PLC CPU时间) 。
一般CPU bbbb
利用Port1~Port4之任一个Port之RS485界 面,可作永宏PLC间多达254台之bbbb,仅 需于主站使用一个Cbbbb指令即可达成, 高通讯速度可达921.6Kbps,适用于作分 散式数据搜集等,非实时控制需求之应用 (PLC内部任何数据均可bbbb交换,非实时 更新,占用较少PLC CPU时间)。
调制解调器(MODEM)远方联机
透过MODEM拨号联机,可连结甚至远在海 外之PLC,直接在您的办公室即可进行无远 弗届之远方修改程序、仿真控制、诊误和 监视等工作。
透过MODEM作bbbb
F Bs-PLC 能 够由阶梯图程序自行控制 MODEM拨号,与远方之MODEM与PLC作 bbbb,无需操作人员或计算机介入,而达成诸 如总公司对各分工厂每日总生产量之自动 汇整或自动资料搜集、警报、异常回报等 监控工作。
透过BB Call或手机简讯显示
在紧急状况发生时,未等灾害发生或人员 发觉前,由PLC程序自行诊测,送出讯息给 维护人员或保全人员,紧急处理,掌握第 一机先。尤其适合消防火警、防盗保全及 其它安全要求较高之应用。
利用RS485中继器(Repeater)或集 线器(Hub)作长距离或特殊拓朴联机应用
利用永宏所提供之泛用RS485中继器或集 线器,可因应各种配线拓朴要求(例如Bus 结构或星形结构)及长距离通讯等特殊应用 需求。
FBs-PLC提供之泛用PID运算控制功能,可将由模拟输入(AI)读取之程控变量(PV),与使用者所设定之设定值(SP),依使用者所指定之比 例带(P)、积分常数(I)、微分常数(D)作PID运算后,得到适宜之输出控制值再藉由模拟输出(AO)以控制受控程序维持在使用者所期望之设 定值范围内,可使用于任何需要平顺、快速、,诸如马达加减速、liuliang、
应用例
压力、准位等控制应用。
1 引言
虽然变频器广泛应用于各行各业,但因其显示面板简单,且在对数据的处理、计算、保存等方面存在弱点,在一定程度上影响了变频器在复杂控制系统中的应用。不过,通讯技术与变频器相结合可以弥补这些缺点,可以利用plc与变频器之间的通讯功能实现远程控制,同时增强了变频器对数据处理,故障报警等方面的功能。
本文以污水处理控制系统为例,介绍利用modbus通讯协议实现永宏plc控制3台变频器运行系统,使得电机转速、方向、转矩以及变频器运行参数等控制变得十分容易和jingque。先前的控制是采用3台变频器分别控制3台牵引电机,其转速给定是由操作面板上的操作电位器的旋转给变频器一个0~10v的电流信号,这种方式缺点是:
(1)各变频器运行参数无法准确在运行中获得;
(2)控制电位器由于经常旋转操作频繁,使得故障率增高;
(3)由于变频器一般安装在控制柜中,较难得到其面板上的频率信息;
(4)改变其运行参数,需手动多次调试;
(5)自动化程度不高。因此,必需在控制方式上加以改进,采用plc控制,利用modbus通讯实现用plc控制和监控变频器的运行。
2 相关系统构成及配置
系统采用台湾永宏股份电机有限公司的fbs-60mct型plc作为主控制器;
tvf2000系列变频器用于传动控制;hitech pws3261触摸屏用于人-机信息交换。相关系统构成框图如图1所示。在该系统中,plc的port 2和变频器构成modbus总线,通过plc控制3台变频器完成系统控制需要,实现对变频器的速度设定、运行状态监控及参数交换等。
3 modbus通讯协议
modbus通讯协议,是一种串行的、非同步的主从通讯协议,网络中只有一个设备能够建立协议,其它的设备只能通过提供数据响应主机的查询,或根据查询做出相应的动作。modbus协议定义了主机查询的格式,其包括:主从机的编址方法(或广播),要求动作的功能代码,传输数据和错误校验等,或不能完成主机要求的动作,它将组织一个故障作为响应。modbus协议不需要特别的接口,典型的物理接口是rs-485。在modbus通讯网络中,一般提供中ascii和rtu两种通讯模式。
本控制系统中,永宏plc支持modbus协议,可以灵活运用ascii和rtu两种通讯模式,tvf2000变频器支持modbus中的rtu通讯模式。
4 系统实现
本控制系统主要以modbus通讯控制实现。因此,主控设备和受控设备必须都支持modbus协议,永宏plc提供了方便快捷的 modbus master表格,直观易懂,如图2所示。其中,第0,2,4项资料为分别写入1#2#3#变频器控制字和给定值1;第1,3,5项资料为读取1#2#3#变频器的状态字。
时代tvf2000系列变频器可通过串行rs-485总线与外部plc控制系统进行通讯,通讯协议为modbus的rtu形式,其控制命令和给定频率全部来自modbus通讯,其rs-485总线结构如图3所示。tvf2000变频器的寄存器40001为控制字,寄存器40002为给定值1,寄存器40004为状态字,寄存器40005为实际值。
其相关参数设置如下:
5005=2—modbus通讯;
5201=1,2,3—变频器站号;
5202=5—波特率为9600bps;
5203=0—无校验;
5003=1.0—通讯超时时间;
1001=10—外部命令1为通讯控制;
1003=3—电机正反转控制;
1104=0.1—频率给定小单位0.1hz;
1105=50—大给定频率为50hz;
1601=7—为通讯允许运行;
1604=7—为故障通讯复位.
tvf2000的菜单参数被一一映射为modbus协议的寄存器,modbus通讯对各寄存器的操作,即实现了对tvf2000中与寄存器对应的菜单参数的操作。对应的命令寄存器为40001,其中每一位控制的具体内容如表1所示。
对每一台变频器进行控制时,通过hitech触摸屏给定起停信息,变频器的位置信息如下:
步,40001=0000 0000 0000 0110b变频器进入通讯控制就绪状态;
第二,40001=0000 0000 0000 0111b变频器进入准备状态;
第三,40001=0000 0000 0000 1111b发上升沿脉冲进入运行允许状态;
第四,40001=0000 0000 0010 1111b启动变频器;
第五,40001=0000 0000 0110 1111b按给定频率值运行。
同时,通过对存储寄存器40004读取,可获得变频器的运行状态等信息,然后通过触摸屏显示界面,操作人员可以直观地了解变频器运行信息。40004的位址内容见表2。
5 程序设计
org m1924
fun 08 7,r1000
fun 08 7,r1100
fun 08 7,r1200
/*变频器就绪*/
org m1962
fun 150p 2,r5800,r5900
/*modbus通讯工作命令设定*/
org m10
fun 08p 47,r1000
fun t10 100
and t10
fun 08p 111,r1000
/*启动1#变频器*/
org m11
fun 08p 7,r1000
/*停止1#变频器*/
org m12
fun 08p 47,r1100
fun t11 100
and t11
fun 08p 111,r1100
/*启动2#变频器*/
org m13
fun 08p 7,r1100
/*停止2#变频器*/
org m14
fun 08p 47,r1200
fun t12 100
and t12
fun 08p 111,r1200
/*启动3#变频器*/
org m15
fun 08p 15,r1200
/*停止3#变频器*/
6 结束语
利用modbus通过plc来控制多台tvf2000变频器的运行,从满足生产设备各种不同场合和要求的需要。与原系统相比,在极大程度上tigao了自动化程度,使控制变得简单和jingque;而与plc+d/a模块这一传统的控制模式相比,虽然同样可以达到控制要求,但从经济上考虑,我们一般无法接受昂贵的d/a模块,在同时控制多台变频器时,将使变得系统十分庞大,不利于系统的维护;因而,采用modbus等总线结构来实现生产设备控制要求,是工业控制的一种趋势。同时,随着变频技术与计算机通讯技术相结合,plc和变频器的通讯控制将更加广泛应用于工业控制中。本文笔者多次设计相关系统运用于污水处理系统,食品、药品和化妆品等包装系统中,自动化程度大大tigao,系统运行故障率则大大减少,是值得推广和应用的传动控制系统。