PLC与变频器间的通信实现
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使用接收数据计数读取数据时 , C24 接收到预 设的接收数据计数数据 , 向 P LC 的顺序控制程序发 送数据接收读请求 , P LC 的顺序程序从 C24 接收到 读请求时 , 读从外部设备接收到的接收数据计数为 止的数据 。
3 系统应用实例及实现
本文涉及的控制对象为汽车变速器自动换档试 验台 。 在该系统中 , 2 台电机分别与变速器的 2 个 输出轴联接 , 模拟汽车运行时的负载 。试验过程中 , 电机转速随换档操作杆档位的改变而变化 。为了保 证速度精度 , 该系统中采用了编码器反馈电机转速 的方法 。系统结构如图 2 所示 。
Realization of Com munication betw een P LC and F requency-converter
H U A N G Jin-f eng 1 , Z H A NG Jin1 , L I Z han-xian1 , 2 , SU N Shu-hui1 (1. Hebei University of Technology , Tangshan 063009 , China. 2. T ianjin University , T ianjin 300072 , China)
(3) 信息格式化 MEM OBUS 通信是主控器对驱动装置传送指
令信息 , 驱动装置采取接收指令响应形式 , 每组信息 由 4 个部分构成 :驱动器地址 、功能码 、数据和错误 校验 。
① 驱动器地址 :是变频器的地址(0 ～ 32)。 若 设定为“0” , 则所有变频器接收并执行从主控制器传 送来的指令信号 , 变频器不反馈响应信号 。
关键词 :煤矿 ;型煤工程 ;组态软件 ;通信原理 ;P LC 中图分类号 :TD672 文献标识码 :B
0 引言
煤矿生产出来的块煤和末煤掺杂在一起 , 其中
收稿日期 :2007 - 03 - 26 作者简介 :雷 伟(1982 -), 男 , 兰州 交通大学 机电学院 在读硕 士研究生 , 研究方向为检测技术与自动化装置 。
第 5 期 2007 年 10 月
工 矿 自 动 化
Industry a nd M ine Auto mation
No. 5 O ct . 2007
文章编号 :1671 - 251X(2007)05 - 0095 - 03
PLC 与变频器间的通信实现*
黄金凤1 , 张 进1 , 李占贤1 , 2 , 孙淑惠1
第 5 期 2007 年 10 月
工 矿 自 动 化
Industry a nd M ine Auto mation
No. 5 O ct . 2007
文章编号 :1671 - 251X(2007)05 - 0097 - 03
基于 PLC 的型煤工程控制系统
雷 伟1 , 黄志丹1 , 秦孝峰1 , 王振清2
② 功能码 :是指定指令的编码 , 根据通 信功能 确定功能码 。安川变频器有 3 种通信功能 :读出存 储寄存器的内容 、回路测试 、写入多个存储寄存器 。
③ 数据 :存储寄存器地址和数据组合构成一组 数据 , 因指令内容的不同 , 数据长度会有变化 。
④ 错误校验 :信息组的末尾传输的是用于确认 通信数据有无错误的校验数据 , 采用 CRC - 16(同 步冗长检查)校验 。 该数 据是用预先设 定的 17 位 二进制(1 1100 0000 0000 0101)去除得出的16 位商 。
器 , 设定电机正转运行时的指令信号数据表 , 表 3 和 表 4分别为变频器正常和故障响应信号数据表 。
表 2 P LC 指令信号数据表
驱动器地址
01H
驱动器地址
01H
功能码
10H
开始 个数
上位 00H 下位 01H
上位 00H 下位 02H
数据
04H
功能码 最初 接下来的数据 C RC - 16
图 1 信号通信时序示意图
2 三菱 PLC 及通信模块 三菱公司生产的 QJ71C24 串行通信模块(以下
图 2 系统结构图
下面以写入多个存储寄存器操作为例分析和说 明 P LC 与变频器间的通信实现 。
向被指定地址的几个存储寄存器写入各个所指 定的数据 , 写入的数据按保持寄存器的顺序 , 分为上 位 8 位 、下位 8 位排 列在 指令 信 号中 。 表 2 是从 PLC 按频 率 指令 6 0. 0H z 传送 到 驱 动装 置 1变 频
Abstract :In t his paper , t he principle and realizat ion met hod of comm unicatio n bet ween P LC and f requency-convert er w it h Mo dbus comm unicati on prot ocol we re discussed. T he speed cont rol met ho d and the com munica tion pro tocol of f requency-conv erter and P LC non-sequence co mmunicatio n prot oco l w ere
接收可变长度信息通过接收完成码接收 , 接收 固定长度信息通过接收数据计数接收 。用户可以通 过 P LC 的顺序程序将数据接收完成码和接收数据 计数更改为任意设定值 。 但需要创建 P LC 的顺序 程序来进行符合外部设备规定的通信控制 。
使用接收完成码接收数据时 , 在外部设备发送 信息结束时加上 C24 中设定的接收完成码发送数 据 , C24 接收到预设定的接收 完成码时 , 向 P LC 的 顺序程序发出数据接收读请求 , C24 的读请求允许 P LC 的顺序程序读接 收数据直到从外部设备接收 到接收完成码 。
信号间的间隔有必要维持如图 1 所示的时间 。
简称 C24)提供 3 种通信方式与外部设备通信 :一种 是基于 M ELSEC 通信协议(简称 MC 协议)的数据 通信 ;一种是使用双向协议的数据通信 ;还有一种是 使用无顺序协议的数据通信 。其中无顺序协议通信 的通信数据可以用符合外部设备规格的任一种信息 格式传送 , 可以根据外部设备的规格接收固定长度 或可变长度信息 。
块煤密度大 、发热量大 , 而末煤在这方面存在一定的 缺点 , 为其利用带来了不便 。为提高末煤的利用率 , 可采用型煤技术对筛选出来的末煤添加一定的化学 剂和干粉 , 将末煤做成一定形状的型煤 。 型煤具有 强度高 、熔点高 、热稳定性好的特点 。 原有的小型煤 场由于产量低 , 采用控制台控制 、继电器连锁 , 使用
笔者以 三 菱 Q 系 列 PLC 及 串 行 通 信 模 块 QJ71C24 对安川 G7 变频器控制为 例 , 研究如何采 用通用的串行通信协议实现 P LC 与变频器之间的 M ODBUS 通信 。
1 MODBUS 通信
M ODBUS 通信由 1 台主站(P LC)与最多31 台 从站构成 。 主站和从站之间的串行通信通常是主站 发出信号 , 从站响应信号 。 在某一时刻 , 主站和1 台 从站进行通信 。 因此 , 必须预先设置每个从站的地 址 , 主站通过指定地址传送信号 。 从站接到来自主站 的指令执行指定功能 , 并发送一个响应信号给主站 。
(1. 河北理工大学 , 河北 唐山 063009 ;2. 天津大学 , 天津 300072)
摘要 :文章讨论了 P LC 与采用 MODBUS 通信协议的变频器的通信原理及其实现 , 介绍了变频器的速 度控制方式及其所采用的通信协议 、P LC 无顺序通信协议等技术 。并以三菱 Q 系列 PL C 及串行通信模块 对安川 G7 变频器的控制为例 , 研究如何用串行通信协议实现 P LC 与变频器之间的通信 。 关键词 :变频器 ;通信协议 ;M ODBUS ;P LC ;RS485 中图分类号 :TN915. 04 文献标识码 :B
(1. 兰州交通大学机电学院 , 甘肃 兰州 730070 ;2. 沈阳东亚电气自动化有限公司 , 辽宁 沈阳 110000)
摘要 :针对型煤工程现有系统存在的问题 , 基于西门子 S7 - 300 开发了一套型煤工程控制系统 , 并给出 了该系统的拓扑图 、设计原理 、硬件及软件设计 、通信原理等 。实践证明该系统稳定 、可靠 。
收稿日期 :2007 - 04 - 11 *基金项目 :中国博士后科学基金资助项目(2005038467) 作者简介 :黄金凤(1965 -), 女 , 河北 昌黎人 , 副教授 , 现 主要从 事机电一体化和计算机应用技术方面的研究工作 。
O 的不足 , 实现了转速给定的高精度和高稳定性 , 而 且可使上位机从变频器方面得到充足的信息 , 实现 机械系统的有效运行 。 其中 RS485 尤其适用于1 台 P LC 和多台变频器组成的控制系统 。 不同的变频 器与控制器间采用的通信协议又有所不同 。不同设 备不同系统之间的信息交互 , 关键问题在于通信协 议的研究 。
10H
上位 00H 下位 01H 上位 02H 下位 58H 上位 63H 下位 39H
表 3 变频器正常响应信号数据表
驱动器地址
01H 驱动器地址
01H
功能码 开始地址 个数
10H
上位 00H 下位 01H 上位 00H 下位 02H
功能码 C RC - 16
10H
上位
10H
下位
08H
表 rial comm uni catio n pro to co l. Key words:frequency-converte r , comm unicatio n prot oco l , M ODBUS , P LC , RS485
0 引言
现代变频器通常具有以下几种速度控制方式 : (1) 通过变频器的操作面板控制 , 主要应用于对变 频器进行本地操作 、且电动机转速不频繁变化的场 合 。(2) 通过变频器的控制端子控制 , 即通过对变 频器控制端子上逻辑输入口的逻辑组合 , 设置各种 预置速度 , 再通过逻辑输入口的启动 /停止端子和预 置速度端子的通断状态 , 实现电动机的启停控制和 输出频率的改变 , 主要应用于控制电动机按预先设 定的几个固定频率运转的场合 。(3) 通过变频器模 拟量输入改变给定频率 。(4) 采用通信控制方式 , 可以通过串行电缆的简单连接 , 实现变频器的远程 控制和监视 。该控制方式不仅节省了上位机 A / D 、 D /A 模块 , 忽略了变频器上模拟量 I /O 和数字量 I /
3 系统应用实例及实现
本文涉及的控制对象为汽车变速器自动换档试 验台 。 在该系统中 , 2 台电机分别与变速器的 2 个 输出轴联接 , 模拟汽车运行时的负载 。试验过程中 , 电机转速随换档操作杆档位的改变而变化 。为了保 证速度精度 , 该系统中采用了编码器反馈电机转速 的方法 。系统结构如图 2 所示 。
Realization of Com munication betw een P LC and F requency-converter
H U A N G Jin-f eng 1 , Z H A NG Jin1 , L I Z han-xian1 , 2 , SU N Shu-hui1 (1. Hebei University of Technology , Tangshan 063009 , China. 2. T ianjin University , T ianjin 300072 , China)
(3) 信息格式化 MEM OBUS 通信是主控器对驱动装置传送指
令信息 , 驱动装置采取接收指令响应形式 , 每组信息 由 4 个部分构成 :驱动器地址 、功能码 、数据和错误 校验 。
① 驱动器地址 :是变频器的地址(0 ～ 32)。 若 设定为“0” , 则所有变频器接收并执行从主控制器传 送来的指令信号 , 变频器不反馈响应信号 。
关键词 :煤矿 ;型煤工程 ;组态软件 ;通信原理 ;P LC 中图分类号 :TD672 文献标识码 :B
0 引言
煤矿生产出来的块煤和末煤掺杂在一起 , 其中
收稿日期 :2007 - 03 - 26 作者简介 :雷 伟(1982 -), 男 , 兰州 交通大学 机电学院 在读硕 士研究生 , 研究方向为检测技术与自动化装置 。
第 5 期 2007 年 10 月
工 矿 自 动 化
Industry a nd M ine Auto mation
No. 5 O ct . 2007
文章编号 :1671 - 251X(2007)05 - 0095 - 03
PLC 与变频器间的通信实现*
黄金凤1 , 张 进1 , 李占贤1 , 2 , 孙淑惠1
第 5 期 2007 年 10 月
工 矿 自 动 化
Industry a nd M ine Auto mation
No. 5 O ct . 2007
文章编号 :1671 - 251X(2007)05 - 0097 - 03
基于 PLC 的型煤工程控制系统
雷 伟1 , 黄志丹1 , 秦孝峰1 , 王振清2
② 功能码 :是指定指令的编码 , 根据通 信功能 确定功能码 。安川变频器有 3 种通信功能 :读出存 储寄存器的内容 、回路测试 、写入多个存储寄存器 。
③ 数据 :存储寄存器地址和数据组合构成一组 数据 , 因指令内容的不同 , 数据长度会有变化 。
④ 错误校验 :信息组的末尾传输的是用于确认 通信数据有无错误的校验数据 , 采用 CRC - 16(同 步冗长检查)校验 。 该数 据是用预先设 定的 17 位 二进制(1 1100 0000 0000 0101)去除得出的16 位商 。
器 , 设定电机正转运行时的指令信号数据表 , 表 3 和 表 4分别为变频器正常和故障响应信号数据表 。
表 2 P LC 指令信号数据表
驱动器地址
01H
驱动器地址
01H
功能码
10H
开始 个数
上位 00H 下位 01H
上位 00H 下位 02H
数据
04H
功能码 最初 接下来的数据 C RC - 16
图 1 信号通信时序示意图
2 三菱 PLC 及通信模块 三菱公司生产的 QJ71C24 串行通信模块(以下
图 2 系统结构图
下面以写入多个存储寄存器操作为例分析和说 明 P LC 与变频器间的通信实现 。
向被指定地址的几个存储寄存器写入各个所指 定的数据 , 写入的数据按保持寄存器的顺序 , 分为上 位 8 位 、下位 8 位排 列在 指令 信 号中 。 表 2 是从 PLC 按频 率 指令 6 0. 0H z 传送 到 驱 动装 置 1变 频
Abstract :In t his paper , t he principle and realizat ion met hod of comm unicatio n bet ween P LC and f requency-convert er w it h Mo dbus comm unicati on prot ocol we re discussed. T he speed cont rol met ho d and the com munica tion pro tocol of f requency-conv erter and P LC non-sequence co mmunicatio n prot oco l w ere
接收可变长度信息通过接收完成码接收 , 接收 固定长度信息通过接收数据计数接收 。用户可以通 过 P LC 的顺序程序将数据接收完成码和接收数据 计数更改为任意设定值 。 但需要创建 P LC 的顺序 程序来进行符合外部设备规定的通信控制 。
使用接收完成码接收数据时 , 在外部设备发送 信息结束时加上 C24 中设定的接收完成码发送数 据 , C24 接收到预设定的接收 完成码时 , 向 P LC 的 顺序程序发出数据接收读请求 , C24 的读请求允许 P LC 的顺序程序读接 收数据直到从外部设备接收 到接收完成码 。
信号间的间隔有必要维持如图 1 所示的时间 。
简称 C24)提供 3 种通信方式与外部设备通信 :一种 是基于 M ELSEC 通信协议(简称 MC 协议)的数据 通信 ;一种是使用双向协议的数据通信 ;还有一种是 使用无顺序协议的数据通信 。其中无顺序协议通信 的通信数据可以用符合外部设备规格的任一种信息 格式传送 , 可以根据外部设备的规格接收固定长度 或可变长度信息 。
块煤密度大 、发热量大 , 而末煤在这方面存在一定的 缺点 , 为其利用带来了不便 。为提高末煤的利用率 , 可采用型煤技术对筛选出来的末煤添加一定的化学 剂和干粉 , 将末煤做成一定形状的型煤 。 型煤具有 强度高 、熔点高 、热稳定性好的特点 。 原有的小型煤 场由于产量低 , 采用控制台控制 、继电器连锁 , 使用
笔者以 三 菱 Q 系 列 PLC 及 串 行 通 信 模 块 QJ71C24 对安川 G7 变频器控制为 例 , 研究如何采 用通用的串行通信协议实现 P LC 与变频器之间的 M ODBUS 通信 。
1 MODBUS 通信
M ODBUS 通信由 1 台主站(P LC)与最多31 台 从站构成 。 主站和从站之间的串行通信通常是主站 发出信号 , 从站响应信号 。 在某一时刻 , 主站和1 台 从站进行通信 。 因此 , 必须预先设置每个从站的地 址 , 主站通过指定地址传送信号 。 从站接到来自主站 的指令执行指定功能 , 并发送一个响应信号给主站 。
(1. 河北理工大学 , 河北 唐山 063009 ;2. 天津大学 , 天津 300072)
摘要 :文章讨论了 P LC 与采用 MODBUS 通信协议的变频器的通信原理及其实现 , 介绍了变频器的速 度控制方式及其所采用的通信协议 、P LC 无顺序通信协议等技术 。并以三菱 Q 系列 PL C 及串行通信模块 对安川 G7 变频器的控制为例 , 研究如何用串行通信协议实现 P LC 与变频器之间的通信 。 关键词 :变频器 ;通信协议 ;M ODBUS ;P LC ;RS485 中图分类号 :TN915. 04 文献标识码 :B
(1. 兰州交通大学机电学院 , 甘肃 兰州 730070 ;2. 沈阳东亚电气自动化有限公司 , 辽宁 沈阳 110000)
摘要 :针对型煤工程现有系统存在的问题 , 基于西门子 S7 - 300 开发了一套型煤工程控制系统 , 并给出 了该系统的拓扑图 、设计原理 、硬件及软件设计 、通信原理等 。实践证明该系统稳定 、可靠 。
收稿日期 :2007 - 04 - 11 *基金项目 :中国博士后科学基金资助项目(2005038467) 作者简介 :黄金凤(1965 -), 女 , 河北 昌黎人 , 副教授 , 现 主要从 事机电一体化和计算机应用技术方面的研究工作 。
O 的不足 , 实现了转速给定的高精度和高稳定性 , 而 且可使上位机从变频器方面得到充足的信息 , 实现 机械系统的有效运行 。 其中 RS485 尤其适用于1 台 P LC 和多台变频器组成的控制系统 。 不同的变频 器与控制器间采用的通信协议又有所不同 。不同设 备不同系统之间的信息交互 , 关键问题在于通信协 议的研究 。
10H
上位 00H 下位 01H 上位 02H 下位 58H 上位 63H 下位 39H
表 3 变频器正常响应信号数据表
驱动器地址
01H 驱动器地址
01H
功能码 开始地址 个数
10H
上位 00H 下位 01H 上位 00H 下位 02H
功能码 C RC - 16
10H
上位
10H
下位
08H
表 rial comm uni catio n pro to co l. Key words:frequency-converte r , comm unicatio n prot oco l , M ODBUS , P LC , RS485
0 引言
现代变频器通常具有以下几种速度控制方式 : (1) 通过变频器的操作面板控制 , 主要应用于对变 频器进行本地操作 、且电动机转速不频繁变化的场 合 。(2) 通过变频器的控制端子控制 , 即通过对变 频器控制端子上逻辑输入口的逻辑组合 , 设置各种 预置速度 , 再通过逻辑输入口的启动 /停止端子和预 置速度端子的通断状态 , 实现电动机的启停控制和 输出频率的改变 , 主要应用于控制电动机按预先设 定的几个固定频率运转的场合 。(3) 通过变频器模 拟量输入改变给定频率 。(4) 采用通信控制方式 , 可以通过串行电缆的简单连接 , 实现变频器的远程 控制和监视 。该控制方式不仅节省了上位机 A / D 、 D /A 模块 , 忽略了变频器上模拟量 I /O 和数字量 I /
