实验五 变频器控制PLC实验.doc

实验五 变频器控制PLC实验一 实验目的（1）掌握网络通信协议信息传输（MSG_MODBS）功能块的使用方法；（2）如何建立RS485通信。二 实验器材（1）PC机一台（2）PLC实验箱一台（3）三相异步交流电动机三 实验原理Micro830控制器通过串口与上位机进行通信，将其通道6或5组态为基于RS485的Modbus通信协议，控制变频器的运行，在Modbus节点上可以连接多台变频器。电缆采用菊花链方式进行连接，并在菊花链的最后一个变频器（仅这个变频器）的连接上安装终端电阻，但要保证每一个变频器都有一个唯一的地址。当所有变频器都通电以后，在对它们配置参数。 Micro830控制器本身不带有RS485接口，可通过2080-SERIALISOL模块实现RS485接口连接。RJ45接头与正常的以太网线线序对应情况：橙色对应4号接头，连接485正端（+485）；棕色对应5号接头，连接485负端（485）。2080-SERIALISOL模块可选通道五或六，图1-1所示的为通道五（第一个插槽为通道五，第二个插槽为通道六）。图1-1PowerFlex 4M集成式键盘操作 PowerFlex 4M集成式键盘的外观如图1-2所示，菜单说明见表1-1，各LED和按键指示说明见表1-2、表1-3。图1-2 PowerFlex 4M集成式键盘的外观表1-1 菜单说明菜单说明菜单说明显示组（只能查看）包括通常要查看的变频器运行状况通信组包括通信的可编程功能基本编程组包括大多数常用的可编程功能高级编程组包括其余的可编程功能端子组包括控制端子的可编程功能故障指示包括特殊故障情况的代码只有当故障发生时才显示表1-2 各指示灯说明编号LEDLED状态说明1运行/方向状态固态红表示变频器正在运行并且电动机正在按照给定的命命方向运转闪烁红变频器接受命令正在改变方向。当电动机减速到0时指示实际电动机方向2符号显示固态红表示参数号、参数值或故障代码闪烁红单个数字闪烁表示该数字可被编辑，所有数字闪烁表示故障3显示单位固态红表示当前显示参数的单位4编程状态固态红表示参数值可以被修改5故障状态闪烁红表示变频器故障6电位计状态固态绿表示内置键盘上的电位计处于激活状态7起动键状态固态绿表示内置键盘上的起动键处于激活状态，且反向禁止【A095】 表1-3 各按键说明图示名称说明电位计用于控制变频器的转速。默认值为激活。通过参数P038【速度参考】控制起动用于起动变频器。默认值为激活。通过参数P038【速度参考】控制反转用于反转变频器方向。默认值为激活。通过参数P038【速度参考】以及A095【反向禁止】控制停止用于停止变频器或清除故障。该键一直激提到。通过参数P037【停止模式】控制熟悉内置键盘各部份的含义后，通过表1-4了解如何查看和编辑变频器的参数。表1-4 查看和编辑变频器参数步骤按键显示实例1.当变频器上电后，用户上次选择显示组的参数闪烁。然后显示该参数当前值2.按“Esc”键，显示上电后的显示组参数。参数号闪烁3.再次按“Esc”键进入参数组菜单4.按向上箭头或向下箭头在主菜单中滚动（d，p和A）5.按“Enter”或选择键进入参数组。该组上次查看的参数最右侧数字将闪烁6.按向上或向下箭头在组内参数中滚动7.按“Enter”或选择键来查看参数值。如果用户不想编辑参数值，按“Esc”键返回8.按“Enter”或选择键进入编程模式来编辑参数值。此时，Program LED指示灯表示该参数是否可被编辑9.按向上箭头或向下箭头来修改参数值。达到期望值后，按选择键修改下一位10.按“Esc”取消修改，或者按“Enter”键保存修改11.按“Esc”返回到参数列表。连续按“Esc”退出参数菜单现连接一个独立的PowerFlex4，上图所示的是多终端的接线。连接完成后，需要设置控制器参数，先给控制器添加2080-SERIALISOL模块，在窗口Properties中，选择Modbus RTU驱动，Modbus角色选择Modbus RTU Master，波特率选择19200，无奇偶校验，单位地址设为1；如图1-3所示。图1-3 控制器设置示意图（一）在高级设置里，媒介选为RS485，如图1-4所示。图1-4控制器设置示意图（二）做好这些之后，需要给变频器设置参数，如表1-5所示。表1-5参数参数名称设置P106启动源5=通信端口P108速度基准值5=通信端口t201数字输入16=通信端口t202数字输入20=不使用C302通讯数据速率4=19.2kC303通讯节点地址100（缺省值）C304通讯丢失动作3=保持最后状态C306通讯格式0=RTU 8-N-1（2）网络通信协议信息传输（MSG_MODBS）网络通信协议信息传输（MSG_MODBS）功能块如图1-5所示。图1-5网络通信协议信息传输（MSG_MODBS）功能块该功能块用于传送网络通信协议（Modbus）信息，其参数列表见表1-6所示。表1-6 MSG_MODBS功能块参数参数参数类型数据类型描述INInputBOOL如果是上升沿，执行功能块CancelInputBOOL真取消功能块LocalCfgInputMODBUSLOCPARA见其数据类型确定结构化输入信息（本地设备）TargetCfgInput确定结构化输入信息（目标设备）LocalAddrInputMODBUSLOCADDR确定本地存入或写出信息的地址QOutputBOOL真指令完成假指令未完成ErrorOutputBOOL真出现错误假未出现错误ErrorIDOutputUINT信息传输错误时，显示错误代码MODBUSLOCPARA数据类型见表1-7所示。表1-7 MODBUSLOCPARA数据类型参数数据类型描述ChannelUINT控制器串行端口号：槽号1和2 分别代表通道5和6TriggerTypeUSINT0：上升沿触发1：当IN为真时，不断触发CmdUSINTMSG指令的操作命令01：读取线圈状态；02：读取输入 状态；03：读取保持寄存器；04：读取输入寄存器；05：写单一线圈；06：写单一寄存器；15：写多个线圈；16：写多个寄存器ElementCentUINT读写数据个数的限制MODBUSTARPARA数据类型见表1-8所示。表1-8 MODBUSTARPARA数据类型参数数据类型描述AddrUDINT目标数据（1-65536）地址，传送后减1NodeUSINT默认从机节点号为1注：由于目标数据地址传送后会自动减1，所以在给MSG指令读写地址时，需要在读写的实际地址上加1后给Addr，这样才能使MSG读写到正确地址。PowerFlex 4M变频器的Modbus功能代码 PowerFlex 4M变频器的外设接口（DSl）支持部分Modbus功能代码，Modbus功能代码和命令见表1-9。表1-9 Modbus功能代码和命令Modbus功能代码（十进制）命令03读寄存器06写单个寄存器16写多个寄存器 通过Modbus协议，控制器向PowerFlex 4M变频器的寄存器中写入逻辑命令段速度给定信息；控制器从PowerFex 4M变频器寄存器中读取逻辑状态及速度反馈信息。下面强调几点要注意的地方： 寄存器地址偏移量为1，例如：逻辑命令的寄存器地址是8192，而实际操作中就要设置为8193。 通过Modbus网络控制变频器因此PowerFlex 4M的参数P036 StallSource（起动源）和P038Spccd Reference（速度参考）都设为5“通信端口”。 控制器可通过发送功能代码06将控制信息写入地址为8193（逻辑命令字）和8194（速度给定值）的寄存器中，以控制变频器的运行。也可通过发送功能代码03，读取地址为8449（逻辑状态字）和8452（速度反馈值）的寄存器中的信息。读写变频器其他参数时，寄存器地址就是相应的参数号码，但是要注意偏移1位。Micro830控制器与PowerFlex 4M变频器的通信程序 1）创建MSG_MODBUS功能块，并分别创建功能块上所需要的变量，如图1-6所示。图7-6 建立MSG功能块和它所对应的变量2）编写读取变频器逻辑器逻辑状态字的程序如图1-7所示。图1-7 读取变频器逻辑状态字的程序 其中，梯极中的MSG_MODBUS_指令用于读取变频器的逻辑状态字，start指令用于启动指令，当start指令由假变真一次，控制器就会读一次变频器的逻辑状态字。读取变频器逻辑状态的MSG指令参数设置如图1-8所示，参数设置见表1-10。图1-8 读取变频器逻辑状态的MSG指令参数设置表1-10 读取变频器逻辑状态MSG指令参数设置名称作用设定值D1_lcfg.Channel（通道）选择通信端口6D1_lcfg.Trigger Type（触发类型）选择触发类型0（上升沿触发）D1_lcfg.cmd（Modbus命令）选择信息功能3（读寄存器）D1_lcfg.ElementCnt（长度）选择读取的数据个数4D1_lcfg.Addrs （Modbus数据地址）（1-65535）选择变频器的数据寄存器地址8449（变频器内部定义）D1_lcfg. Node（从节点地址）选择变频器的节点地址100（在A104通信节点地址中设定）D1_lcfg.1D1_laddr4（存放数据的地址）分别存放从Modbus地址84498452中读取的数据 从Modbus地址84498452中读取的数据分别放到D1_laddr1D1_laddr4中，其中8449中是变频器逻辑状态字，8450中是变频器速度参考值，8452中是变频器速度反馈值。但是值得注意的是，这里的Modbus地址都是经过偏移一位以后的地址。 3）编写控制变频器逻辑命令字的程序与读取逻辑状态字类似，只是MSG文件不同，且MSG_MODBUS指令的相关参数设置也有所不同，Modbus命令选择为“6”，存放数据的地址为“D2_laddr1”，将该地址文件中的数据写入到变频器寄存器中，而Modbus数据地址（变频器数据寄存器地址）为“8193”，D2_laddr设为18，命令电动机起动正转，如图1-9所示。 程序编写完成后，将变频器运行位设为1时变频器起动，且读取的状态反馈字中的运行位为1表示变频器为运行状态。 4）编写设定速度给定值的程序与编写逻辑命令字类似，只是MSG文件不同，且MSG_MODBUS指令的相关参数设置也有所不同，Modbus命令选择为“6”，存放数据的地址为“D3_laddr1”，将该地址文件中的数据写入到变频器寄存器中，而Modbus数据地址（变频器数据寄存器地址）为“8194”，如图1-10所示。图1-9 控制变频器逻辑命令字的 图1-10 设定速度给定值的MSG_MODBUSMSG_MODBUS指令参数设置 指令参数设置 5）变频器其他参数的修改与读取都可以用MSG_MODBUS指令来实现，此时寄存器的地址就是相应的参数号码（注意偏移1位）。例如，要修改变频器参数P039Accel time1，则将寄存器地址设置为040。这里，仅对读取变频器反馈信息程序进行讲解：D1_lcfg为本地设备定义结构输入，其包含四项：1)D1_cfg_Channel为通道地址，本实验即为SERIAUSOL模块地址。2) D1_cfg_TriggerType为触发方式，0为由假到真触发。3) D1_cfg_cmd设置为3，为读寄存器指令。4)D1_lcfg_ElementCnt设置为4个字，为读取数据长度。D1_tcfg为目标设备定义结构输入，包含两项：1) D1_cfg_Addr为目标数据起始地址，8449为变频器逻辑状态信息的Modbus寄存器地址+1，具体可参照表1-11。2) D1_tcfg_Node为目标设备节点地址，之前举置变频举参数时节奉地址设为100，这里的值也相应设为100。 D1_laddr为接收的数据，即读取的反馈信息放到这里。 注意，寄存器地址偏移量为l例如：逻辑命令的寄存器地址是8192，而实际操作中就要设置为8193。 将start位置1，发现D1_laddr出现了参数0，即从寄存器中读取的状态反馈信息，再将start2位置1，发现电动机起动，改变D3_laddr(1)中的数据，即能对电动机转速进行控制。 至此，就完成了Micr0830通过RS-485组态变频器的实验。表1-11 Modbus寄存器地址定义寄存器地址（十进制）相应位说明8192（逻辑命令字）01=停止，0=不停止11=起动，0=不起动21=慢进，0=不慢进31=清除错误，0=不清除错误5,400=无命令设置；01=正转设置；02=反转设置；11=无命令设置6,7未使用9,800=无命令设置；01=使能加速1；10=使能加速2；11=保持所选加速度11,1000=无命令设置；01=使能减速1；10=使能减速2；11=保持所选减速度14,13,1200=无命令设置001=频率源=P038【Speed Source】010=频率源=A069【Internal Freq】011=频率源=通信【地址8193】100=A070Preset Freq0101=A071Preset Freq1110=A071Preset Freq2111=A073Preset Freq3151=MOP减少，0=不减少8193（速度给定值）十