任务16 S7-1200PLC控制变频器

任务16S7-1200PLC控制变频器PLC通过Modbus通信控制变频器：1、变频器的启停；2、变频器的频率设定；3、变频器的频率读取等功能。16.1任务导入串口通信模块→串口通信板→16.2知识预备——串口通信模块1、功能概述：ModbusASCII和ModbusRTU16.2知识预备——ModbusRTU通信2、报文结构：ModbusRTU协议报文结构报文结构举例16.2知识预备——ModbusRTU通信3、功能码及数据地址：16.2知识预备——ModbusRTU通信终端连接非终端连接多个通信板CB1241接线图16.2知识预备——通信板CB1241接线通信模块多个通信模块CM1241接线图西门子DP接头16.2知识预备——通信模块CM1241接线1、Modbus_Comm_Load指令：通信参数装载指令16.2知识预备——ModbusRTU指令2、Modbus_Master指令：主站通信指令16.2知识预备——ModbusRTU指令3、Modbus_Slave指令：从站通信指令16.2知识预备——ModbusRTU指令1、通信频率地址：

通信频率设定地址为16#3000（只写）

设定值范围为-10000～10000(十进制)，对应频率范围为-50Hz～+50Hz

频率为正值时，电机正转；频率为负值时，电机反转16.2知识预备——变频器通信地址2、通信命令地址：

通信命令设定地址为16#3001（只写）

设定值与功能如下：

01-正转运行02-反转运行03-正转点动

04-反转点动05-减速停机

06-自由停机07-故障复位16.2知识预备——变频器通信地址3、变频器状态地址：变频器状态地址为16#3002（只读）参数通讯地址与功能描述如下：16#2000-通讯设定值16#2001-运行频率16#2002-母线电压16#2003-输出电压16#2004-输出电流16#2005-输出功率16#2006-输出转矩16.2知识预备——变频器通信地址4、通信地址的进制转换：一般保持型寄存器是从40001（十进制）开始，因此，要把对应的十六进制转成十进制后在加40001。

以威纶变频器为例，控制变频器启停的地址为16#3001,频率设定地址为16#3000,当前运行频率为16#2001，转为十进制数方法如下：

频率设定地址为：12288(16#3000)+40001=412289

变频器启停地址为：12289(16#3001)+40001=412290

运行频率地址为：8193(16#2001)+40001=408194

Modbus_Master指令引脚DATA_ADDR设置为412290时，表示要控制变频器启停，设置为412289时，表示要设定变频器频率，设置为408194时，表示要读取变频器运行频率。16.2知识预备——变频器通信地址电气元件清单1、AR80iL-0008变频器1台2、CPU1214CPLC1台3、CB1241(RS485)1个4、120W24V开关电源1个5、150欧姆终端电阻1个16.3任务实施——硬件设计威纶变频器参数设定如下：1、频率给定方式设定:F0-01=7,通信方式2、启动方式设定:F0-04=2，通信(E指示灯闪烁)3、波特率:FD-00=5，9600bps4、校验方式:FD-01=3，无校验5、通信地址:FD-02=3，变频器地址设为3PLC与变频器接线图16.3任务实施——

硬件设计详见视频讲解16.3任务实施——程序设计串行通信是指PLC与仪器和仪表等设备之间通过数据信号线连接，按位进行传输数据的一种通信方式。优点：数据线少，非常适用于远距离通信。

按照数据流方向分为：单工、半双工、全双工

按照传输数据格式分成：同步通信、异步通信

按照电气接口分为：RS232、RS485、RS42216.4知识拓展——串行通信的基础知识1、并行通信

（1）以字节或者字为单位的数据传输方式

（2）需要多根数据线和控制线

（3）虽然传输速度比串行通信速度快，但由于信号容易受到干扰

（4）在工业自动化控制应用中，很少使用2、串行通信

（1）以二进制位为单位的数据传输方式，每次只传送一个位，

（2）最少只需要两根传输线即可完成数据传送

（3）虽然传输速度比并行通信速度慢，但抗干扰能力较强，传输距离远

（4）在工业自动化控制应用中，广泛使用16.4知识拓展——并行通信和串行通信的概念根据数据的传送方向，串行通信可以分为单工、半双工和全双工三种通信方式。（1）数据只能单向传送为单工（2）数据能双向传送但不能同时双向传送称为半双工（3）数据能够同时双向传送则称为全双工16.4知识拓展——单工、半双工和全双工通信方式1、同步通信：进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步。

要求接收和发送设备必须使用同一时钟。2、异步通信：进行数据传输时，不需要同一时钟的（接收方不知道发送方什么时候发送数据）。

在发送的信息中，必须提示接收方开始接收的信息，如有起始位和停止位等。

工业自动化控制中，所涉及串行通信的设备主要使用异步通信方式。16.4知识拓展——同步通信和异步通信

异步串行通信是逐个字符传递的，每个字符亦是逐位传递。每传递一个字符时，字符之间没有固定的时间间隔要求。（1）每一个字符的前面必须有起始位，字符由7或8位数据位组成。（2）数据位后面是一位校验位，检验位可以是奇数校验、偶数校验或者无校验位（3）最后是停止位，停止位后面是不定时长的空闲位。起始位规定为低电平，停止位和空闲位规定为高电平16.4知识拓展——异步串行通讯的数据格式1、RS-232接口：RS232接口是PLC与仪器仪表等设备的一种串行接口方式，它以全双工的方式工作。

RS232接口需要三条线：发送线、接收线和地线。

RS232接口只能实现点对点的通信方式：逻辑“1”的电平为-15V～-5V，逻辑“0”的电平为+5V～+15V。

RS232接口接头形式：9针D型较为常见。16.4知识拓展——

异步通信的接口2、RS-485接口：RS485接口是PLC与仪器仪表等设备的一种串行接口方式，采用两线制方式，组成半双工通信网络。

RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主站带多个从站。

RS485采用差分信号，-6V～-2V表示“0”，+2V～+6V表示“1”。

RS485需要在总线电缆的开始和末端都并接终端电阻，终端电阻阻值为120Ω。16.4知识拓展——

异步通信的接口3、RS-232与RS-485接口的区别：（1）电气特性：RS485接口信号电平比RS-232接口信号电平低，不易损坏接口电路。

（2）接线：RS232是三线制，RS485是两线制。

（3）传输距离：RS232传输距离最大约为15米，RS485传输距离可以达到1000米以上。

（4）传输方式：RS232是全双工传输，RS485是半双工传输。

（5）协议层上：RS232一般针对点对点通信使用，而RS485支持总线形式通信（一主多从），一般从站不超过32个。16.4知识拓展——异步通信的接口1、波特率：

表示每秒钟传送位的个数。例如：300bps表示每秒钟发送300个位。

串行通信典型的波特率为600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps