本文介绍了通过三菱PLC作为主站与多台三菱变频器用RS485串行通讯构成的高精度变频器调速控制、监控系统。详细叙述了系统的硬件构成,PLC与变频器之间的通讯原理和通讯协议,阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性。
一、前言
近年来，交流调速的发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位，交流调速拖动已进入了与直流拖动相媲美、相抗衡的时代。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。作为变频调速系统中的控制核心部分的变频器,最初是以单台形式工作的,可以通过变频器的控制面板或端子进行运行参数的设置,启动或停止变频器运行,读取各种变频器运行数据等等。而现在各种大中型自动化生产线则要求由多台变频器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。
这里是用三菱FX2NPLC 通过RS485接口使用变频器专用通讯协议对多台三菱变频器进行控制，本文着重介绍了三菱变频器实时在线通讯技术的实现。
二、设计原理
在本课题中， 用比较通用一台三菱FX2N PLC ，FR- - E540 系列变频器多台，FX2N-485-BD一个， PU04一个， 三菱F930触摸屏一个。 导线及人机界面通讯线。
使用的软件有触摸屏的编写界面软件 PCS-DU-WIN 及PLC的编程软件FXGPWIN。
三菱变频器的操作面板接口即是一个RS-485串行数据通讯接口,在三菱FX系列PLC扩展一个RS-485通讯模块(型号：FX-485-BD，市场价格仅200元左右),再配备一根5芯的通讯电缆将变频器485通讯接口同PLC的485通讯模板相连接，就能够实现可编程控制器PLC通过RS-485通讯对变频器几乎所有运行功能的控制，包括变频器的正反转控制.点动.多段速度选择运行. 频率的连续无极给定及电机电流.转速与故障的监视(PLC需配备触摸屏，通过触摸屏进行电机频率设定及电流。
在设计软件方面，首先对变频器通讯环境进行参数设置，包括站号.波特率.奇偶校验等。然后，根据变频器的通讯协议，运用三菱可编程控制器的串行数据通讯RS指令，作出PLC对变频器实行控制的梯形图程序。如果配有触摸屏，可将触摸屏的软件设计也纳入对变频器的监控中，以实现变频器更多的控制.运行.显示功能
2、接线方法：
[PU接口引脚] 1 SG 2 P5S 3 RDA 4 SDB 5 SDA 6 RDB 7 SG 8 P5S
接线方法为 SDA－－－－－－－－RDA
SDB－－－－－－－－RDB
RDA－－－－－－-SDA
RDB－－－－－－-SDB
SG－－－－－－－－－－SG
D8120 = 0000 0000 1000 0001 0081
[对应变频器参数]
PR 79 1
117 0 站号
118 96 波特率
119 0 停止位长、字节长
120 0 奇偶
121 9999 通讯再试
122 9999 通讯校验时间间隔
123 等待时间设定9999
124 0
342 1
3、人机界面触摸屏的设计
在人机界面中，设计了1幅画面，包括站号设定，频率设定， 正转设定，反转设定，停止设定。
三、结果分析
通过本课题及实际工作中的使用证明，运用RS-485串行数据通讯总线对变频器实行控制，极大地减少了线路连接的复杂性。实现多机分布传动机制的PLC集中监测和控制新系统，能极大地节约经济成本而又有效地满足控制需求，是一项值得推广的变频器控制技术。采用RS485网络控制是一种十分理想的控制方式，它有许多值得借鉴的优点：
1）采用通讯控制变频器，具有硬件逻辑简单、抗干扰能力强的特点。以此方式，可以实现全车间的现场总线网络控制。
2）系统的动态响应快，对于负载的急变，主牵引速度的快速变化都能很快跟随调整好。
3）调速范围广，闭环可达1000：1，我们采用了变频电机，在低速情况下完全可以长期运行。
4）操作简单，只需要在触摸屏上就可以控制整个变频器网络的运行，监视及故障。
变频器与PLC进行RS485通信连接后，可以接收PLC通过通信电缆发送过来的命令，如果有多台变频器与PLC进行RS485通信连接，必须给每台变频器设置站号（使用参数Pr. 117，o～31），PLC向某台变频器发送命令数据时，数据的首端为站号。
优点：硬件简单、造价最低，可控制32台变频器
缺点：编程工作量较大。
1、单台变频器与PLC的RS485通信连接
两者在链接时，一台设备的发送端子（ \-）应分别与另一台设备的接收端子（ \-）连接，接收端子（ \-）应分别与另一台设备的发送端子（ \-）连接。
485BD通信板的外形与安装
2、多台变频器与PLC的RS485通信连接
它可以实现一台控制多台变频器的运行
变频器与PLC相衔接时应该留意以下几点：
（1）对PLC自身应按规定的接线规范和接地条件进行接地，并且应留意防止和变频器运用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分隔。
（2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器、电抗器和能降低噪音用的器材等，别的，若有必要，在变频器输入一侧也应采纳相应的办法。
（3）当把变频器和PLC装置于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分隔。
（4）经过运用屏蔽线和双绞线到达进步噪音搅扰的水平。
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