基于EXTR指令的PLC与变频器通信程序设计.doc

基于EXTR指令的PLC与变频器通信程序设计EXTR/PLC/变频器/通信/程序设计1 引言工业自动化控制中，PLC与变频器的通信时，我们希望实现的通信功能通常有四个：一是变频器的运行监视功能，二是变频器的运行控制功能，三是变频器的参数读出功能，四是变频器的参数写入功能。以往我们广泛的采用RS-485串行通信方式，可以说该方式的程序设计方法已经深入人心，但用传统的RS指令设计通信程序时，程序编制复杂，涉及的知识面广，所有数据信息均需用ASC码发送和接收。程序容量大，编程工作量大，对编程人员的要求高，程序难读难调试，稍有不慎，系统将无法正常运行！但在三菱系列FX2N和FX2NC型PLC中，如果在硬件上增加了FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-485BD功能扩展板，应用EXTR指令进行程序设计，即直接用EXTR指令对变频器的数据进行读、写和监视、控制，将使通信程序的设计方法变得简单，容易掌握，程序也更加简洁、易懂，调试更加简单。2 EXTR指令介绍在FX2N和FX2NC的PLC功能指令中，其实并没有EXTR（FNC180）指令，但如果在FX2N和FX2NC上增加FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-ROM-CE1功能扩展存储器盒，则可以使用EXTR指令，也就是说，EXTR指令是一个扩展功能指令，其功能可扩展到直接对变频器数据的进行读写和运行监控，使用该指令的扩展功能如表1所示。3 扩展功能的实现应用EXTR指令实现变频器通信程序的设计，即扩展功能的实现需要考虑解决两个问题，一是通信格式的设置，二是如何编制四大扩展功能的通信程序？四大扩展功能主要是指：变频器的运行监视、运行控制、参数读出和参数写入等功能。3.1 通信格式及变频器通信参数设置应用EXTR指令进行编程时，通信格式的编制及变频器的通信参数的设置仍与RS-485通信设置一样，仍需用特殊功能数据寄存器D8120对通信格式进行设置，通信格式字中的b15b10为可忽略的设定内容，一般为0，变频器运行模式参数应设置为Pr79=0,即为上电时外部运行模式，变频器的其他通信相关参数按RS-485的要求设置。3.2 四大扩展功能的指令解读1) 变频器运行监视指令指令形式（如图1）：指令解读：当M0接通时，将站号为0号的变频器的运行频率读到PLC的D100数据寄存器中，通过对D100的数据进行监视来实现对变频器的各种运行数据监视。数据流向为变频器PLC，其中变频器站号用十进制数表示，设定值只能为K0K7,因为连接变频器的数量最多为8台， H6F为变频器输出频率的指令功能码，其它常用功能码可查阅表2。2) 变频器运行控制指令指令形式（如图2）：指令解读：当M1接通时，按指令功能码（HFA）的要求，对0号变频器进行反转（H04）运行控制。常见变频器运行控制功能码见表3。3) 变频器参数读出指令指令形式（如图3）：指令解读：当M3接通时，读取0号变频器的加速时间，并保存到PLC的数据寄存器D101中，其中K7对应于变频器的Pr.7。4) 变频器参数写入指令指令形式（如图4）。指令解读:M3接通时，把D102的数值写入到0号变频器中，即设定变频器的减速时间为D102的数值，其中K8对应于变频器的Pr.8。3.3 通信指令使用说明1) 当驱动条件从OFF到ON的上升沿时，开始执行与变频器间的通信，通信执行后即使驱动条件关闭，通信仍会执行完毕，若通信条件一直为ON，将执行反复通信。2) EXTR指令不能与RS指令合用，也不能在CJ-P、FOR-NEXT、P-SRET和I-IRET指令之间使用。3) EXTR指令可以多次编程，当同时驱动多个指令时，当前变频器通信结束后，才执行下一个EXTR指令。4) 当一个通信指令EXTR执行完后，M8029变为ON，且保持一个扫描周期，当执行多个EXTR指令时，在全部指令通信完成前，务必保持驱动条件为ON，直到全部通信结束时，再利用M8029将驱动条件复位。4 通信程序设计举例4.1 控制要求用PLC与变频器通信的方式控制变频器，能实现对电动机的正、反转和停止控制，能写入和读出电动机运行的上限频率、下限频率以及加速和减速时间，并能监视电动机运行的电压、电流和频率。4.2 程序设计通信程序如图5所示。5 结束语应用EXTR指令编程，可以简化PLC与变频器的通信程序，程序设计的优越性毋容置疑，但也有其局限性。一是适用机型只有FX2N和FX2NC系列的PLC，版本均需在Ver3.0以上，且PLC必须加装存储盒；二是变频器的型号也只有A500、E500和S500。变频器的数量最多也只有8台。当然，如果是FX3U和FX3UC系列的PLC要实现与变频器通信的四大功能就不需要加装存储盒了，因为该机型已经具备与变频器的直接通信功能，已有变频器的监视、控制、参数