很好的威纶通通讯协议与变频器通讯案例

本文研究的是触摸屏通过MODBUS RTU通讯协议与变频器通讯实现变频器的控制。触摸屏采用威纶通TK6070IP,变频器用汇川MD380通用系列。通过触摸屏编程软件，编辑控制画面实现变频器的启动、停止、速度调节、多段速速度设置，通过宏指令实现工程值与实际值的转换。

一、MODBUS RTU 简介：

为了在自动化系统之间、自动化系统和所连接的分散的现场设备之间进行信息交换，如今串行现场总线被主要用作通讯系统。成千上万的应用已经强烈地证明了通过使用现场总线技术，可以节省多至40％的接线、调试及维护的费用。仅仅使用两根电线就可以传送现场设备的所有相关信息，比如输入和输出数据、参数、诊断数据。过去使用的现场总线往往是制造商的特定现场总线，并且同其它现场总线不兼容。如今使用的现场总线几乎是完全公开和标准化的。这就意味者用户可以以最合理的价格选择最好的产品，而不用依赖于每个独立的制造商。Modbus RTU是一种国际的、开放的现场总线标准。作为一种很容易实现的现场总线协议，在全世界范围内，Modbus得到了成功的应用。应用领域包括生产过程中的自动化、过程控制和楼宇自控。MODBUS RTU通讯协议的报文如图1。

图1

MODBUS RTU 通讯协议的报文功能码如下：

01H 读取线圈状态。从执行机构上读取线圈（单个位）的内容；

02H 读取离散量输入。从执行机构上读取离散量输入（多个位）的内容；

03H 读取保持寄存器。从执行机构上读取保持寄存器（16位字）的内容；

04H 读取输入寄存器。从执行机构上读取输入寄存器（16位字）的内容；

05H 强置单线圈。写数据到执行机构的线圈（单个位）为“通”（“1”）或

“断”（“0”）；

06H 预置单寄存器。写数据到执行机构的单个保持寄存器（16位字）；

0FH 强置多线圈。写数据到执行机构的几个连续线圈（单个位）为“通”（“1”）

或“断”（“0”）；

10H 预置多寄存器。写数据到执行机构的几个连续的保持寄存器（16位字）。

二、威纶通编程软件介绍：

EB8000软件中MODBUS协议的设备类型为0x、1x、3x、4x、5x、6x，还有3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分别说明这些设备类型在MODBUS协议中支持哪些功能码。0x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的输出点。该设备类型读取位状态的时候，发出的功能码是01H，写位状态的时候发出的功能码是05H。写多个寄存器时发出的功能码是0fH。

1x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的输入点。读取位状态的时候发出的功能码为02H。

3x：是一个只读的设备类型，相当于读取PLC的模拟量。读数据的时候，发出的功能码是04H。

4x：是一个可读可写的设备类型，相当于操作PLC的数据寄存器。当读取数据的时候，发出的功能码是03H，当写数据的时候发出的功能码时10H，可写多个寄存器的数据。

5x：该设备类型与4x的设备类型属性是一样的。即发出读写的功能码完全一样，不同之处在于：当为双字时，例如32_bit unsigned格式的数据，使用5x和4x两种设备类型分别读取数据时，高字和低字的位置是颠倒的。例如，使用4x设备类型读到的数据是0x，那么使用5x设备类型读到的数据是0x。

6x：是一个可读可写的设备类型，读取数据的时候，发出的功能码也是03H，与4x不同之处在于写数据的时候发出的功能码时06H，即写单个寄存器的数据。

三、变频器参数设置：

F0-02 命令源选择为：通讯命令通道（1正转运行、2反转运行、3正转点动、4反转点动、5自由停车、6减速停机）；

F0-03 主频率源选择为：通讯给定；

F0-28 串口通讯协议选择：MODBUS 协议；

Fd-00 通讯波特率：9600 BPS；

Fd-01 MODBUS 数据格式：偶校检（8-E-1）；

Fd-02 本机地址：1

Fc-00—Fc-15 1到16段多段速运行速度

四、触摸屏程序设置：

触摸屏编程软件先设置好联机设备，设备名称为MODBUS RTU ,及设置好通讯格式。如图2。

图2

威纶通编程软件具有强大的宏指令功能，通过此功能我们可以编辑工程值与具体值的转换程序。交流电机的转速=60f/P。f是交流电的频率；P是磁极对数；60是一分钟秒数。四极电动机就是2对磁极.所以四极电机的理论转速是1500转/分。这是旋转磁场的转速，实际转速低于旋转磁场的转速，四极电机一般是1450转/分。根据交流电机的转换公式，我们就可方便写出该转换公式的宏指令，如图3。

图3

触摸屏界面设计如图4。

图4

五、总结：

在现场应用中：变频器操作板都采用数码管显示，当需要设置参数时还得参考说明书查找相应的功能地址，采用触摸屏来控制变频器操作方便、直观，还可实时监测变频器的多组数据(运行频率、电压、电流、转矩等等)；触摸屏配合变频器自带的简单输出控制功能可完成多段速的控制，摆脱控制器节约了成本；一台触摸屏通过走RS485通讯还可同时控制及监测多台变频器；应用触摸屏还可提高设备档次。