V80系列PLC與變頻器的通信案例

分類：解決方案日期：2008-01-11 17:14:52

一、引言
　　在各種機(jī)械設(shè)置上，PLC與變頻器的應(yīng)用可謂無處不在。常見的用法是使用模擬量模塊（一般是電壓）來對變頻器進(jìn)行控制。這種方法的主要的缺點(diǎn)是成本高，并且容易受干擾（電壓方式），控制精度也很難作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免這個(gè)問題。但是，一般PLC的通信編程是一件很不容易的事。本文介紹了V80系列PLC與變頻器的通信方法。

二、V80 PLC介紹
　　V80系列PLC是深圳德維森科技有限公司開發(fā)的一款通用型高性價(jià)比的小型可編程控制器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片,相對于一般的小型PLC，在通信應(yīng)用方面具有以下特點(diǎn)：
　　1、本機(jī)自帶雙串口，其中一個(gè)是232編程口，工作于MODBUS從模式，一般只用于編程和連接人機(jī)設(shè)備。另一個(gè)口為485接口，除了具有串口1所具有的功能外，還能工作于MODBUS主模式、自由通信模式，具有強(qiáng)大的通信功能。與一般的PLC相比，它不需要額外購買連接電纜和通信組件。
　　2、具有48K的程序空間，9000個(gè)中間接點(diǎn)，9999個(gè)內(nèi)部寄存器，加上極其強(qiáng)大的應(yīng)用指令，能夠方便地編寫很復(fù)雜的程序，甚至是復(fù)雜的通信協(xié)議。
　　3、V80 PLC的默認(rèn)通信協(xié)議就是MODBUS從協(xié)議(RTU)，甚至內(nèi)部變量的編址方式也是按照協(xié)議進(jìn)行的，所以在MODBUS通信的應(yīng)用性上具有無可比擬的優(yōu)勢。對于不支持MODBUS協(xié)議的設(shè)備，則可以通過自由通信方式編寫。

三、與兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議的變頻通信
　　對于采用MODBUS RTU從協(xié)議的設(shè)備，可以把V80PLC的串口2設(shè)置成MODBUS主的方式與其進(jìn)行直接互連。下面以東元7200MA變頻器為例，下面是引用其說明書上的一段文字：
東元7200MA變頻器采用了MODBUS RTU從協(xié)議，它的通信數(shù)據(jù)格式描述如下：
　　在MODBUS RTU 模式的通訊協(xié)議中，一個(gè)信息(Message)乃由4 個(gè)部份組成：Slave 地址、功能碼、數(shù)據(jù)及CRC-16數(shù)據(jù)校驗(yàn)，并依序送出。每一個(gè)信息的開始與結(jié)束，皆以3.5個(gè)字符(Character)的間隔時(shí)間來做識(shí)別。

　　對于V80系列PLC，上面的信息只是證明了它采用了部分MODBUS從協(xié)議（只支持03、10H這兩種命令，也就是讀寫寄存器4XXXX命令），是可以與V80直接連接的，而具體的細(xì)節(jié)就不需要關(guān)心了，因?yàn)閂80_PLC的M_BUS指令已經(jīng)封裝了這些數(shù)據(jù)過程。我們只關(guān)心如下參數(shù)：
　　1、讀寫類型及設(shè)備地址。
　　2、目標(biāo)設(shè)備的寄存器（線圈）號(hào)，本地存放數(shù)據(jù)的寄存器（線圈）號(hào)，信息長度。
　　3、通信間隔，也就是多久通信一次。
　　4、一些通信參數(shù)，如波特率、奇偶校驗(yàn)位、通信超時(shí)時(shí)間等
根據(jù)這幾項(xiàng)參數(shù)，用以下程序就可以實(shí)現(xiàn)與東元變頻器的通信了。

　　假設(shè)東元變頻器上的設(shè)備地址為1，上圖的程序完成了這樣一種功能：把PLC內(nèi)部41100~41115變量的內(nèi)容，寫到東元變頻器寄存器區(qū)域偏移為00~015的連續(xù)16個(gè)寄存器里去，中間繼電器01000每次從0變?yōu)?，雙方通信一次。當(dāng)然在之前要對PLC進(jìn)行一下參數(shù)設(shè)置，具體可參見V80PLC的軟件手冊。

四、與其它協(xié)議的變頻器通信
　　對于不兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS　RTU協(xié)議的變頻器，可以采用自由通信功能塊實(shí)現(xiàn)。相對于M_BUS指令，自由通信的編程難度要大得多，但也靈活得多，大體上跟一些高級(jí)語言（如C語言）的編程思路差不多。用戶最好具有一定的通信編程的經(jīng)驗(yàn)，并需要先準(zhǔn)備好一些調(diào)試工具，如232->485轉(zhuǎn)換器、串口監(jiān)控軟件等，因?yàn)橛绊懲ㄐ诺囊蛩靥?，有一些好的調(diào)試工具往往可以收到事倍工半的效果。
　　下面以正弦SINE003系列變頻器為例，說明V80PLC的自由通信協(xié)議編程方法。
　　正弦SINE003系列變頻器的通信格式如下：

　　異或校驗(yàn)
　　數(shù)據(jù)含義：數(shù)據(jù)幀從機(jī)地址至數(shù)據(jù)信息的異或結(jié)果。既第 2字節(jié)與第3字節(jié)異或的結(jié)果，再與第4字節(jié)異或，以此類推至第13字節(jié)。
　　數(shù)據(jù)類型：16進(jìn)制，單字節(jié)。
　　發(fā)送方式：將校驗(yàn)和字節(jié)的高 4位和低4位拆分并轉(zhuǎn)換為ASCII碼，先高后低發(fā)送。
　　結(jié)果處理：當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果小于等于 1FH，則校驗(yàn)結(jié)果加20H。
　　它使用了ASCII碼來表示傳輸內(nèi)容，用STX（02H）、ETX（03H）作為開始和結(jié)束標(biāo)志，也是一種比較典型的通信協(xié)議。使用前首先要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼，V80PLC提供了ASCBIN及BINASC指令，來完成 “0~H”這十六個(gè)ASCII數(shù)字與十六進(jìn)制碼的互換。

　　當(dāng)發(fā)送脈沖產(chǎn)生時(shí)，各數(shù)據(jù)被換成ASC碼并存放在發(fā)送緩沖區(qū)中，每個(gè)二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換后占二個(gè)字。
　　SINE003采用異或校驗(yàn)，只針對ASC碼部分，這部分程序如下：

　　實(shí)際上還有幾個(gè)字節(jié)的異或指令沒列出來，然后對異或結(jié)果進(jìn)行判斷，小于1FH則加20H，之后可以用字組拆分指令“PACK”把它拆成兩個(gè)字節(jié)，按先高后低填到發(fā)送區(qū)，這部分比較簡單，不再單獨(dú)列出，下面是發(fā)送和接收程序。

　　發(fā)送程序比較簡單，只需填一個(gè)發(fā)送長度即可，而接收的情況則要復(fù)雜一點(diǎn)（圖里沒有體現(xiàn)出來）。在發(fā)送的同時(shí)就打開接收，使能開始字符和結(jié)束字符（通過設(shè)置控制位，這里沒畫出來），并把開始字符和結(jié)束字符填好，還有一些超時(shí)時(shí)間之類的設(shè)置（有興趣的可以參見V80PLC的軟件手冊），這樣當(dāng)接收到“02H”就認(rèn)為是一幀的開始，接收到“03H”就認(rèn)為是一幀的結(jié)束，當(dāng)然也可以結(jié)合其它條件，如字符超時(shí)等，各種狀態(tài)都可以在狀態(tài)位里體現(xiàn)。
　　接收到完整的一幀后，狀態(tài)位里會(huì)有指示，然后把接收回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并重新轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制，就可以進(jìn)行各種處理了。