LC可编程控制器与变频器的RS-485通讯分析

一、前言在PLC与变频器的综合应用中，比较传统的应用一般是使用PLC的硬接点输出控制变频器的运行及停止，使用多段速度或D/A输出控制变频器的转速变化，在这种应用方式中，PLC与变频器通过外部接线完成连接，不能进行内部数据的传递；而使用RS-485通讯控制，仅通过一条通讯电缆连接，无须其他外部接线，不但能完成传统应用的所有功能，还能进行内部的数据通讯，可方便地从变频器中获取所驱动的电动机各种电参数如运行频率、电流、电压、功率等等，配以人机界面的话，可将上述电参数直接显示在人机界面上以下的所有协议及程序均以三菱FX2N系列PLC可编程控制器和三菱变频器为例说明

二、计算机（PLC可编程控制器）与变频器的编程协议1．通讯协议计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的数据通讯执行过程如.数据通讯协议执行过程分五个步骤进行，具体过程分析如下1）从计算机（PLC可编程控制器）发送数据到变频器；数据写入时根据需要，选择使用格式A、A1，数据读出时，使用格式B进行；2）变频器数据处理时间，即变频器的等待时间；根据变频器参数Pr123选择，Pr123=9999，由通讯数据设定其等待时间；Pr123=0~150ms由变频器参数设定其等待时间；3）从变频器返回数据到计算机（PLC可编程控制器）；变频器检查步骤1）发送的数据有无错误，如果通讯没有错误、接受请求时，将从变频器返回数据格式为C、E、E1；如果通讯有错误、拒绝请求时，则从变频器返回数据格式为D、F；4）计算机（PLC可编程控制器）处理延时时间；5）计算机（PLC可编程控制器）根据返回数据应答变频器；当使用格式B后，计算机可检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器，没有发现错误使用格式G，发现错误使用格式H2．数据格式类型使用十六进制，数据在计算机（PLC可编程控制器）与变频器之间的自动使用ASCII码传输1）从计算机（PLC可编程控制器）到变频器的通讯请求数据注

1.变频器站号可用十六进制在H00~H1F（站号00~31）之间设定；2．*3表示控制代码；3．*4表示CR（回车符）或LF（换行符）代码；当数据从计算机（PLC可编程控制器）传输到变频器时，在有些计算机中代码CR（回车符）和LF（换行符）自动设置到数据组的结尾，因此变频器的设置也必须根据计算机来确认，并且可通过变频器的Pr.124选择有无CR和LF代码4．*5Pr.123【响应时间设定】不设定为9999的场合下，数据格式的响应时间字节没有，请作成通讯请求数据（字符数减少一个）2）使用格式A和格式A1后从变频器返回的应答数据3）使用格式B后，从变频器返回的应答数据4）使用格式B后检查从变频器返回的应答数据有无错误，并通知变频器3．数据定义1）控制代码表12）变频器站号规定与计算机（PLC可编程控制器）通讯的站号，在H00~H1F（00~31）之间设定；3）指令代码由计算机（PLC可编程控制器）发给变频器，指明程序要求（例如运行、监示）；因此，通过响应的指令代码，变频器可进行各种方式的运行和监示4）数据表示与变频器传输的数据，例如频率和参数；依照指令代码确认数据的定义和设定范围5）等待时间规定变频器收到从计算机（PLC可编程控制器）来的数据和传输应答数据之间的等待时间；根据计算机的响应时间在0~150毫秒之间设定等待时间，最小设定单位位10毫秒，（例如1=10毫秒，2=20毫秒）注Pr.123【响应时间设定】不设定为9999的场合下，数据格式的响应时间字节没有，请作成通讯请求数据（字符数减少一个）6）总和校验总和校验代码是由被校验的ASCII码数据的总和（二进制）的最低一个字节（8位）表示的2个ASCII码数字（十六进制）4．PLC串行数据通讯指令简介1）该RS指令为使用RS－232C及RS－485功能扩展板及特殊适配器，进行发送接收串行数据的指令，数据的格式可以通过特殊数据寄存器D8120设定，并要与变频器的数据格式类型完全对应；通过PLC传送指令把通讯数据装到D200开始的连续单元中；2）D200发送数据的首地址（指针）；3）D0发送数据的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行发送的系统中，将数据发送点数设定为K0；4）D500接收数据的首地址（指针）；5）D1数据接收的字节数（点数），根据协议可以用常数直接指定字节数，在不进行接收的系统中，将数据接收点数设定为K0；6）发送通讯数据时请使用脉冲执行方式，SETM8122即可5．PLC可编程控制器的通讯格式D8120为了使用串行数据的发送和接收，在变频器和PLC可编程控制器的通讯格式必须一致，PLC可编程控制器的通讯参数通过D8120来设定PLC可编程控制器的通信格式D8120=H009F设定例表26．程序设计的建议1）当从计算机（PLC可编程控制器）发送的数据中有错误时，变频器将不接受这个数据；因此，用户的程序中始终应插入一个错误再试程序2）任何数据通讯的开始都是由计算机发出请求，没有计算机的请求，变频器将不能返回任何数据，例如操作指令或数据监示等等；因此，对于监示等，在设计程序时，让计算机提出读数请求时必要的7．与变频器通讯的错误代码当从计算机发来的数据有错误时，变频器将不接受此数据；如果变频器在接收数据时发现任何错误，它的定义和NAK代码一起被送回到计算机

三、变频器的通讯相关参数（通过变频器PU口和PLC通讯）PLC可编程控制器和变频器之间进行通讯，通讯规格必须在变频器的初始化中设定，如果没有进行初始设定或有一个错误的设定，数据将不能进行传输设置三菱变频器的通讯参数才能进行通讯运行，变频器与通信有关的参数设定如表3注每次参数初始化设定后，需要复位变频器（可以采用断电再上电复位的方式进行），如果改变与通讯相关的参数后，变频器没有复位，通讯将不能进行

四、FX2N-485-BD与三菱FR-A540变频器的通讯接线RJ45水晶头插入变频器的PU接口（也可通过变频器通讯板FR-A5NR接线），另一端的对应__线接在FX2N-485-BD上

五、PLC与变频器通讯的编程及调试例解1）运行控制命令的发送变频器的操作指令代码及数据内容如表4在PLC程序中，变频器等待时间使用变频器参数设定为20ms，故格式A1中等待时间字节减少一个，由于本程序不使用CR和LF，最后一个字节也不用，故本PLC程序例中发送数据为9个字节格式A1中各字节含义如下第一字节为通讯请求__ENQ，对应程序为MOVH05D200；第

二、第三字节为变频器00号站，对应程序为MOVH30D201MOVH30D202；第

四、第五字节为指令代码HFA，对应程序为MOVH46D203MOVH41D204；第

六、第七字节为指令代码为正转运行H02，对应程序为MOVH30D205MOVH32D206；第

八、第九字节为总和校验代码，对应程序为MOVH34D207MOVH39D208；当按下X0时，通讯数据被发送到变频器，变频器将正转运行；如要进行变频器停止及反转运行程序编程，可在上面的范例程序中修改指令代码中数据内容即可实现，例如范例中的程序修改为MOVH30D205MOVH34D206可实现反转运行；修改为MOVH30D205MOVH30D206实现停止（图九）；说明M8161=1，8位处理模式，X0为变频器正转运行控制，使用变频器通讯协议的格式A1如图十2）总和校验码的自动计算实例在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr123=9999，即等待时间用PLC程序设定；将H05-H30－H31－H45－H31－H31－H30－H37－H41－H44分别用传送指令传到D300开始的连续10个PLC的内存单元中，其总和校验码可用CCD指令自动计算出来，通过PLC程序再将总和校验码转换成2个ASCII码，并送到PLC的对应内存单元D310，D311中，计算总和校验码PLC程序如本例的变频器等待时间由变频器设定，故上述格式中的等待时间字节无3）变频器运行频率的改变实例在本例中，数据处理为8位即M8161=1，Pr123=9999，即等待时间用PLC程序设定；通过触摸屏将变频器的运行频率直接写到PLC内存D1000中（或使用传送指令将频率数据自动写入），ASCI指令将变频器的运行频率转换成4位ASCII码，依次存放到PLC的内存单元D305~D308中，总和校验码存放在D

309、D310；总和校验计算请参照上一例的自动计算方式进行

六、结论本文讨论了PLC可编程控制器与变频器的RS-485通讯功能的编程及应用，将一些厂家原本提供的资料以比较通俗易懂的语言来描述，并结合自己多年来的工作实践，提供了用于通讯控制的PLC的程序及变频器的调试参数。