上下料机器人工作站系统应用(ABB)企业案例-牵引设备变频器通讯控制

职业教育工业机器人技术专业教学资源库企业案例课程名称：编制人：邮箱：电话：编制时间：编制单位：XXXXXXX《上下料机器人工作站系统应用》课程--企业案例输送线控制—牵引设备变频器通讯控制1.课程企业案例基本信息企业案例名称案例编号输送线控制—牵引设备变频器通讯控制关键词变频器PLC对应知识点输送线控制2.课程企业案例（1）、案例技术背景：交流调速在工业中的发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位，交流拖动调速已进入了与直流拖动相媲美、并取代的时代。目前，变频器调速控制系统已广泛应用于机械、冶金、化工等各个行业。作为交流调速系统核心部分的变频器,可以通运行、读取各变种频器运行数据等等。现在各种自动化组成的同步控制系统、比例控制系统等复杂的控制,并且要相互协调,形成连续生产线的调速控制系统使用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，还能进行各种复杂的数据通讯，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，配以人机界面可将上述电参数直接显示在人机界面上。是结合涂布机生产线上采用三菱FX3U系列PLC通过RS485BD通讯接口使用MODBUS通讯协议对汇川公司的MD330变频器进行控制。过变频器的控制面板或端子进行运行参数的设置、启动或停止变频器生产线则要求由多台变频器。本案例（2）、牵引变频器通讯控制系统构成：高速放卷设备是包装机械行业的关键设备，其基本的结构：A、B轴双工位放卷轴和压紧辊，组成一个经典的卷绕装置，压紧辊相当于摩擦辊；双工位放卷轴用于连续生产，变频器和浮动辊配合完成卷轴切换时的张力控制。高速放卷机的基本控制要求为线速度恒定，速度精度高，一般的工艺要求为线速度精度达到千分之一以上，适用于保护膜、图1：变频器通讯控制系统框图早期的放卷为被动式，即放卷动力驱动由前面的牵引辊提供，在放卷的过程中卷筒直径逐步减小，而牵引辊的直径不会改变，因此转速控制对象比较简单，一般用磁粉离合器就能满足转速和张力精度的要求。但是高速的放卷头要求卷轴直接动力驱动，压紧辊为被动传动，这样就成为典型的中心卷。绕在中心卷中绕，由于卷筒直径不断变小，为保持线速度恒定，转速需要不断的增加。高速放卷装置的通讯系统的基本电气控制配置为：汇川MD330变频器控制放卷电机、可编程控制器用的是三菱FX3U系列PLC外接RS485通讯模块。由于涉及到变频器的张力控制，在卷轴切换时PLC要将初始卷径告诉变频器，变频器运行过程中也要将实时卷径、生产线速度等参数反馈给PLC，PLC与变频器必须采用RS485通讯控制，否则无法实现。PLC与变频器的通讯参数设置可以在人机界面上进行实时更改设置，人机界面的运行画面如下图2所示：（3）、通讯控制硬件接线硬件接线：两者之间通过屏蔽双绞线连接，具体参照下图3:图3：PLC与变频器通讯接线图将FX3U-485-BD上的RDA和SDA端子短接，RDB和SDB端子短接；RDA接变频器485+，RDB接变频器485—。MODBUS协议的通讯，该通讯模式要将D8120设定为H0C99时，三菱PLC的RS指令将以MODBUS通讯协议进行通讯。对通讯格式参数D8120进行设置：D8120设置值为0C99H，即数据长度为8位，奇偶校验N，停止位1位，波特率19200pbs，无标题符和终结符。修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。在进行通讯时，设置的通信超时时间是10ms。因为在D8129中默认单位是10ms。所以D8129=K1（K表示常数）。4.2、MD330变频器通讯参数设置F0-02=2，命令源选择为通讯方式给定；F0-03=9，频率源选择为通讯方式给定；FD-00=6，波特率选择为19200；FD-01=0，无校验：数据格式<8,N,1>；FD-02=1，变频器地址为1；FD-03=10，应答延时10ms；FD-04=0.0，通讯超时时间0.0s。变频器通讯协议选择：ModbusRTU协议4.3、PLC通讯控制变频器启动：在设置好变频器通讯参数及PLC初始化通讯设置后，按下启动按钮（X0），PLC通过RS485通讯控制变频器启动。通讯启动命令由RS指令发送给变频器。包括从机通讯地址、写命令代码H06、通讯地址、通讯内容、CRC校验码等等。当PLC收到回答信号后将通讯标志清除。PLC图4：变频器通讯启动程序4.4、PLC通讯控制变频器停止：当按下停止按钮（X1），PLC通过RS485通讯控制变频器停止工作。可以看到，不同的通讯内容具有不同的CRC校验码。停止控制的通讯CRC校验码与启动控制的校验图5：变频器通讯停止程序4.5、PLC控制变频器的变化转速：当固定给变频器设定频率时，可以采用前述程序，因为CRC校验码可以事先人工计算好，但当频率给定变化时，就无法人工事先计算，必须由PLC实时计算才行。控制程序如下图6所示：图6：变频器通讯调速程序以上速度给定通讯程序，使用了CRC校验指令，将D0到D5这6个寄存器单元的内容进行CRC计算，自动得到它们的CRC效验码，低位和高位分别保存在D6和D7寄存器单元，最后通过RS485发送出去。D30和D31这2个寄存器可以存放随时变化的频率数据。（5）、通讯校验：由于工业现场不可避免的存在各种干扰，通讯过程中也可能受到强烈干扰而导致数据错误，所以必须对接收的通讯数据进行严格的校验，以保证数据传输的可靠性。程序中对通讯地址码和校验码均进行了验证，通过校验的数据才会被接收下来，参与后面的数据处理，否则，未通过校验的数据会被放弃。通过块比较指令BKCMP，先对接收到的地址码和先前RS指令发送出去的目标地址码进行对比，如果相同表明通讯然后对接收到的前