施耐德電氣Twido與ATV31的Modbus通訊方法
1.概述 在國(guó)內(nèi)的控制系統(tǒng)中,PLC對(duì)變頻器的控制主要還是采用PLC離散量輸出點(diǎn)或模擬量輸出點(diǎn)的方式。使用這兩種方式對(duì)變頻器的控制功能比較粗放,并且由于功能與成本的制約關(guān)系,不太可能實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的功能。 目前,在一些設(shè)計(jì)理念比較新的設(shè)備中,PLC對(duì)變頻器的控制使用的是通訊或總線的方式,相對(duì)于傳統(tǒng)的控制方式,它所帶來(lái)的好處是在不增加成本甚至是降低了成本的情況下,發(fā)揮出變頻器的更多的功能,使設(shè)備本身的功能得到提升,例如,可以使PLC通過(guò)通訊的方式得到變頻器的運(yùn)行狀態(tài)(報(bào)警及報(bào)警的細(xì)節(jié)、電機(jī)的工作電流等)。 本文以施耐德電氣的TWIDO系列PLC與其ATV31系列變頻器為例,說(shuō)明實(shí)現(xiàn)PLC中使用通訊的方式對(duì)變頻器的控制方法。 TWIDO是施耐德電氣公司的一個(gè)功能強(qiáng)大的PLC產(chǎn)品,在其內(nèi)部集成有Modbus通訊協(xié)議,在其ATV31的變頻器中同樣集成有Modbus通訊協(xié)議,這樣,在控制系統(tǒng)不需要增加模擬量輸出或額外的離散量輸出點(diǎn)的情況下,借助這兩款產(chǎn)品內(nèi)置的Modbus就能實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)方式更加靈活的控制功能。使用Modbus通訊時(shí)會(huì)用到的兩個(gè)常用的Modbus命令。
完成TWIDO對(duì)ATV31的控制功能只需借助以上兩條通訊指令,關(guān)于更多的通訊細(xì)節(jié)可以參考施耐德電氣的《ATV31通訊變量使用手冊(cè)》。 2.對(duì)ATV31和TWIDO的設(shè)置 對(duì)ATV31的簡(jiǎn)單設(shè)置如下:
同樣,需要對(duì)TWIDO的通訊端口進(jìn)行設(shè)置:
在ATV31中幾個(gè)參與控制的命令寄存器與狀態(tài)寄存器為:
其中,8501與8502為可讀寫的控制寄存器,8501可以根據(jù)PLC上寫入的命令字,實(shí)現(xiàn)ATV31的狀態(tài)切換;8502的值為通過(guò)總路線給出的變頻運(yùn)行頻率(需要將訪此值乘以0.1)。3201與3202為只讀的狀態(tài)寄存器,3201反映ATV31的當(dāng)前狀態(tài);3202為電機(jī)的實(shí)際頻率。根據(jù)從ATV31的狀態(tài)寄存器3201(ETA)中讀出的內(nèi)容,需要在TWIDO中依照ATV31的下面的控制流程對(duì)它發(fā)送一系列指令:
由上面的ATV31的狀態(tài)流程圖可以看到,在變頻器的ETA寄存器的內(nèi)容為16#0021或16#0023時(shí),已經(jīng)可以對(duì)它發(fā)送運(yùn)行及正反轉(zhuǎn)的控制指令。
3.TWIDO程序設(shè)計(jì) 填寫讀ATV31的狀態(tài)寄存器(ETA及電機(jī)的實(shí)際輸出頻率)的數(shù)據(jù)區(qū):
填寫寫ATV31的命令寄存器(CMD及變頻器頻率)的數(shù)據(jù)區(qū):
根據(jù)ETA的值得到ATV31的當(dāng)前狀態(tài):
控制ATV31運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)及停止的命令:
ATV31的輸出頻率:
最后,將通訊數(shù)據(jù)的內(nèi)容發(fā)送出去:
以上的設(shè)置及程序可以完成TWIDO對(duì)ATV31的啟停及正反轉(zhuǎn)控制,如果想要完成更加復(fù)雜的控制功能,只要添加部分程序就可以了,不需要在硬件上增加模塊線纜等。 4.ATV31與TWIDO的通訊模塊的接線
PLC與變頻器的通訊容易受到變頻器的干擾,所以在安裝通訊電纜時(shí)要使用屏蔽電纜,ATV31上的接線就按照其安裝手冊(cè)上的EMC要求完成,TWIDO電源側(cè)的接地線與ATV31接地線就分開(kāi),如沒(méi)有條件時(shí),可以將TWIDO的接地線斷開(kāi)。
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