基于Modbus的施耐德PLC与ABB变频器之间的数据通讯--《计算技术与自动化》2011年04期
基于Modbus的施耐德PLC与ABB变频器之间的数据通讯
【摘要】：在自动化控制领域,随着分布式控制系统的发展,在工业上的分布式控制系统中,采用串行通信来达到远程信息交换的目的更简便。发展起来的RS485是平衡传送的电气标准,在电气指标上有了大幅度的提高。由于其性能优异,结构简单,组网容易,组网成本低廉,RS485总线标准得到了越来越广泛的应用,同时,在RS485总线中采用的Modbus协议是公开的通信协议,而且被很多的工控产品生产厂家支持,该协议已广泛应用于水利、、电力、冶金等行业设备及系统的国际标准中。本文主要阐述采用Modbus协议实现施耐德PLC与ABB变频器的数据通信。
【作者单位】：
【分类号】：TP273【正文快照】：
1引言本文介绍施耐德昆腾系列PLC与ABB ACS-800系列变频器通过Modbus协议的数据通讯。主要讨论了系统配置及通讯协议、BM85网桥的应用、Unity Pro编程软件环境下的系统组态及通讯编程和变频器运行参数设置等关键技术环节。该技术于2009年11月应用于莱钢银山型钢三期烧结配套
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400-819-9993PLC与变频器通讯主要起什么作用？_百度知道
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PLC与变频器通讯主要起什么作用？
我有更好的答案
亦即它的命令方式（每个厂家命令方式不同简单讲，用于PLC对变频器的数据读写。同样，高级语言都可实现，可以提取其故障特征等，这取决于变频器所给出权限、运行状态等等，可以监示其电流、电压、启动、停止，可以实时控制其频率..),依据通讯协议....，必须知道双方所采用的通讯方式（RS232?RS485?CC_LINK?PROFIBUS-DP?，请细看说明书），对于不同PLC有不一样的实现方法或语句编程
采纳率：50%
plct通过程序和上位机，控制变频器的运行参数，或功能端子
能具体点吗？比如说通过PLC控制变频器的运行还有监控等
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利用MX系列PLC的MODBUS功能控制多台MIKOM变频器
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器z 摘要变频器广泛应用于各行各业。但变频器显示简单、硬件连接控制的缺点一定程度上影响了其在复杂控制系统中的应用。控制方法主要有3种：一、操作面板控制，先设置参数，再通过面板上的运行停止按键控制；二、变频器的功能端子控制，如控制段速和启动停止；三、模拟量输入端口控制，外接0～10V或4～20mA信号进行调速。以上方法只能控制变频器的部分功能。模拟量控制还存在控制精度和干扰问题，使用外接电位器需要频繁调整，故障率较高，因此不能对整个系统进行精确控制，尤其是对于有多台变频器的控制系统。这样一定程度上影响了变频器在复杂控制系统中的应用。变频器本身基于485总线通讯接口的通讯控制方式，可以满足复杂系统中的各种要求，实现远程网络化、数字化的精确控制。z Modbus简介Modbus通讯协议，是一种串行的、非同步的主从通讯协议。网络中只有一个设备能够建立协议，其它设备只能通过提供数据响应主机的查询，或根据查询做出相应的动作。Modbus协议定义了主机查询的格式，包括主从机的编址方法（或广播），要求动作的功能代码，传输数据和错误校验或把不能完成主机要求的动作组织为一个故障作为响应。Modbus协议是典型的RS485接口。在Modbus通讯网络中，一般提供ASCII和RTU两种通讯协议，控制系统由PLC和变频器组成，PLC采用麦科电气的MX2H-1616MT型PLC，变频器采用麦科电气的MV30系列变频器。PLC通过485通讯接口用双绞屏蔽线连接到各个变频器内置的RS485接口上，构成Modbus-RTU协议通信的传输通道。系统结构如下图：
系统架构图MIKOM
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器
z Modbus协议的设置在MXProgrammer软件中，在工程管理器下双击系统组态→硬件设置→MX2H-1616M，在PLC通讯口（PORT1）参数设置中，选择Modbus协议，单击Modbus设置，进行Modbus参数设置，如下图：
图2 Modbus参数设置Modbus的波特率为38400，8，N，2，RTU模式。PLC主站地址设为17（注意：主站不能向自己的地址发送数据，所以主站的地址要和从站的地址设成不同），各个变频器为从站，地址为1～16，波特率设为与主站相同。变频器设置：因为设计中主要是实时控制变频器的频率，所以需要将P00.03（主设定方式）设置为2，即Modbus通讯给定。 通过变频器的F52（通讯参数）菜单，可以对变频器的通讯参数进行设置。如下表： LED个位：波特率选择0：4800BPS1：9600BPS2：19200BPS3：38400BPSP52.00 端子通讯配置～0x 52 1 4：57600BPS5：115200BPSLED十位：数据格式0：1-8-2-N格式，RTU1：1-8-1-E格式，RTU2：1-8-1-O格式，RTUP52.01P52.02P52.03P52.04 本机地址 0～247 5 0.0
5 1.00 本机地址，0为广播地址 通讯超时检出时间，0则为不检测通讯超时 本机应答延时
通讯频率设定=频率比例系数*频率给定（0x3B00）个位：通讯控制参数（0x3BXX）用户密码保护设置0-通讯访问0x3BXX参数不受用户密码保护1-通讯访问0x3BXX参数受用户密码保护P52.05 通讯控制参数密码保护 0x10x 1111十位：通讯保存参数P57（0x39XX）用户密码保护设置0-通讯访问P57参数读写不受用户密码保护1-通讯访问P57参数写受用户密码保护，读不受密码保护2-通讯访问P57参数读写受用户密码保护百位：通讯保存参数P57组隐藏设置 通讯超时检出时间～60.0 本机应答延时～1.000 频率比例系数～99.99
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器
0-显示，1-隐藏千位：通讯地址映射参数P58组隐藏设置0-显示，1-隐藏个位:写命令保存选项0-0x06,0x10,0x12，0x17为掉电不保存命令1-0x06为掉电保存,0x10,0x12，0x17为掉电不保存命令P52.06 通讯参数保存选项～0x 12 0x00 2-0x06,0x10,0x12，0x17为掉电保存命令十位:用户保存参数P57保存选项0-受通讯写命令是否保存约束1-不受通讯写命令是否保存约束，写命令都保存百位、千位：保留P52.07 保留将P52.00设置为0x03，P52.01设置为1～16，PF52.02设置为0.0，P52.03设置为5ms。同样，Modbus实时调节变频器的转矩需将P03.02（转矩给定选择）设为6（Modbus通讯给定），再通过Modbus写指令更改转矩所对应地址中的数据。MV系列变频器的大部分参数都可以通过Modbus协议进行远程改写和读取，这样控制系统和变频器之间的联系更加灵活、智能。z 程序设计在MX2H系列PLC中，进行Modbus通讯有两种方式，一种采用Modbus指令，要求使用者对Modbus协议的指令格式有一定了解；另一种MODRD/MODWR指令，这条指令为集成指令，不要求使用者对Modbus指令了解，更适用于初次使用的用户。现分别概述如下：1．使用Modbus指令与变频器通讯Modbus指令为主站通讯指令，指令格式如下：
MODBUSS1S2DS1：指定通讯通道（范围1～3）
S2：发送数据起始地址
D：接收数据起始地址（1）作为主站，调用该指令，把从S2开始保存的数据发送出去，然后接收数据，并保存到D开始的地址单元中。（2）作为从站，接收和发送数据不需要指令控制。使用Modbus指令需要分配数据缓冲区并对其赋值。写字节设置程序如下图：
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器
图3 写字节设置在此例中对写指令的字节解释如下：第1字节为Modbus地址；第2字节为Modbus功能码，此处为16即16#10，为写字节命令；第3字节为Modbus写命令的起始地址高位，此处为59；第4字节为Modbus写命令的起始地址低位，此处为01；与3字节合成一个地址，此处为59.01即为功能码的F59.01，就是主频率给定。如果想要对其他的功能码对应的数据进行修改，需要将第3、第4字节的数据更改为相应的功能码地址。 第5、6字节为Modbus写数据的保存数据数（WORD）；第7字节为Modbus写数据的字节长度（byte）；第8字节、第9字节为Modbus的保存数据1；在本例中如果想要更改变频器的频率，只要在这2个字节中写入相应的频率即可。第10、11字节为Modbus的CRC校验和。读字节设置程序如下图：
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器
图4 读字节设置程序在此例中对读指令的字节解释如下：第1字节为Modbus地址；第2字节为Modbus功能码，此处为03即16#03，为读字节命令；第3字节为Modbus写命令的起始地址高位，此处为59；第4字节为Modbus写命令的起始地址低位，此处为01；与3字节合成一个地址，地址可以根据自己的实际需求自行设定。 第5、6字节为Modbus读数据的数据长度（WORD）；第7、8字节为Modbus的CRC校验和。本例中，Modbus通道采第一通道，即PORT1。为了保证快速、实时的控制变频器，定时中断采用轮流发送Modbus指令的方式。在应用程序中MX系列PLC的SM124(PORT1空闲标志)作为轮发的计数器，使整个系统能够在发送成功的第一时间发送下一站数据，缩短了整个系统Modbus的通讯扫描时间。定时中断时间设为2ms，中断程序如下：
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器
图5 中断程序以1站为例，写数据时发送Modbus指令存于D1000开始的发送缓冲区中，变频器回应的数据存于D1060开始的缓冲区中；读数据时发送Modbus指令存于D1120开始的发送缓冲区中，接收数据存于D1180开始的缓冲区中。用户可根据需要，按照Modbus读指令回应的格式，找到相应数据后进行处理。2．使用MODRD/MODWR指令与变频器通讯MODRD/MODWR指令为集成化Modbus指令，使用简单方便，具体格式如下：MODRD指令格式如下：MODRDS1S2S3S4DS1：指定通讯通道（范围1～3） S2：从站站号（范围1～31）
S3：MODBUS起始地址S4：要读取的元件个数
D：接收数据起始地址（1）作为主站，调用该指令，将从站站号为S2，起始协议地址为S3开始的S4个数据读取过来，保存到D开始的地址单元序列中。（2）读取的元件类型由接收数据的起始地址决定，若接收数据的起始地址为M元件，则读取的元件类型为位元件；若接收数据起始地址为D元件，则读取的元件类型为字元件。 3．作为从站，被读取数据不需要指令控制。MODWR指令格式如下：
MODWRS1S2S3S4DS1：指定通讯通道（范围1～3）
S2：从站站号（范围1～31）
S3：MODBUS起始地址S4：要写入的元件个数
D：写数据的起始地址（1）作为主站，调用该指令，将D开始的S4个单元中的数据写入到站号为S2，起始协议地址为S3的元件中。（2）写入的元件类型由写数据起始地址决定，若写数据起始地址设为M元件，则要写入的元件类型为位元件；若写数据起始地址为D元件，则要写入的元件类型为字元件。
利用MX系列PLC的Modbus功能控制多台变频器（3）作为从站，被写入数据不需指令控制。从指令介绍中可以看出，MODRD和MODWR指令集成度更高、程序更简单、使用更加方便。用户不需对Modbus指令十分了解，只需设定好通讯通道、站号、指令起始地址、元件个数和数据起始地址即可，减少了用户的工作量，方便用户使用。MX系列PLC的MODRD和MODWR指令的操作数据可以为D或M，这样使Modbus指令更灵活。使用MODRD和MODWR指令不需要对缓冲区进行初始化，简单、高效，减少程序量。程序同样使用定时中断来发送Modbus数据，定时程序部分如下：
图6 定时程序
程序中使用的是PORT1，变频器地址分别为1、2、3，读写均为1个字节。如果需要对1号站的变频器的频率进行改写，则D100中的数据应为16#3B01，即高字节为10进制“59”，低字节为10进制的“01”，若想对其他地址进行操作，则在D100中写入对应功能码地址即可。z 结论实践应用中Modbus控制变频器取得了很好的效果。整个系统的自动化程度有很大提高、连线简单、相对于传统的电位器调节模式和PLC+DA的调节模式，有成本低、精度高等优势。采用现场总线技术进行自动化控制，已经是工业控制领域的潮流。本方案在印刷行业得到了广泛的应用。
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