实验--FX3U-PLC控制变频器

实验FX3U PLC控制变频器

一、实验目的

1、认识FX3U PLC 485通讯的相关功能及连接方法，通讯参数的设置、调试、

主要技术指标及使用注意事项。

2、编程软件GX-Works2的操作，简单程序的写入、编辑、调试、监控和模

拟运行的方法。

3、了解用PLC如何进行通信的全过程。

4、熟练基本指令和RS指令的使用；

5、根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法；

6、了解台达VFD-M变频器与三相异步电动机的连接方法。

7、掌握VFD-M的相关参数设置方法。

8、掌握PLC与台达变频器通讯，控制三相交流异步电动机启动、停止、调

速和正反转。

二、实验设备

三相异步电动机、传送带、主控制台、计算机、万用表、螺丝刀等电工工具及导线若干。

三、实验内容和原理：

Modbus是Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议。其物理层采用RS232、485等异步串行标准。由于其开放性而被大量的PLC及RTU厂家采用。Modbus通讯方式采用主从方式的查询－相应机制，只有主站发出查询时，从站才能给出响应，从站不能主动发送数据。主站可以向某一个从站发出查询，也可以向所有从站广播信息。从站只响应单独发给它的查询，而不响应广播消息。MODBUS通讯协议有两种传送方式:RTU方式和ASCII方式。台达变频器能够从RS-485端子使用Modbus RTU通讯协议，进行通讯运行和参数设定。

对象：

1. 三菱PLC：FX3U+FX3U-485-BD

2. 台达变频器：VFD-M系列。

两者之间通过电话线连接，具体参照下图。

1．台达变频器的设置

PLC与变频器之间进行通讯时，通讯规格必须在变频器中进行设定，每次参数初始化设定后，需复位变频器或通断变频器电源。

2．三菱PLC的设置

对通讯格式D8120进行设置

D8120设置值为0C89，即数据长度为8位，无校验，停止位长2位，波特率9600pbs，无标题符和终结符。

修改D8120设置后，确保通断PLC电源一次。

3.通讯协议

ADR（通讯地址）

合法的通讯地址范围在0 到254 之间。通讯地址为0 表示对所有交流电机驱动器进行广播，在此情况下，交流电机驱动器将不会响应任何信息给主装置。

例如：对通讯地址为16(十进制)之交流电机驱动器进行通讯：

ASCII 模式：(ADR 1, ADR 0) = ’1’,’0’ => ‘1’=31H, ‘0’=30H

RTU 模式：(ADR) = 10H

功能码（Function）与数据内容（Data Characters）

03H：读出寄存器内容

06H：写入一笔数据至寄存器

10H：写入多笔数据至寄存器

CHK（check sum：侦误值）

ASCII 模式：

ASCII 模式采用LRC (Longitudinal Redundancy Check) 侦误值。LRC 侦误值乃是将ADR1至最后一个数据内容加总，得到之结果以256 为单位，超出之部分去除(例如得到之结果为十六进位之128H 则只取28H)，然后计算二次反补后得到之结果即为LRC 侦误值。

例如：从地址为01H 之交流电机驱动器的0401H 地址读取 1 个字。

RTU 模式：

RTU 模式采用CRC (Cyclical Redundancy Check)侦误值，CRC 侦误值以下列步骤计算：

步骤1：加载一个内容为FFFFH 之16-bit 寄存器(称为CRC 寄存器)。

步骤2：将命令信息第一个字节与16-bit CRC 寄存器的低次字节进行Exclusive OR 运算，并将结果存回CRC 寄存器。

步骤3：将CRC 寄存器之内容向右移 1 bit，最左bit 填入0，检查CRC 寄存器最低位的值。

步骤4：若CRC 寄存器的最低位为0，则重复步骤3；否则将CRC 寄存器与A001H 进行Exclusive OR 运算。

步骤5：重复步骤 3 及步骤4，直到CRC 寄存器之内容已被右移了8 bits。此时，该字节已完成处理。

步骤6：对命令信息下一个字节重复重复步骤 2 至步骤5，直到所有字节皆完成处理，CRC 寄存器的最后内容即是CRC 值。当在命令信息中传递CRC 值时，低字节须与高字节交换顺序，亦即，低字节将先被传送。

四、实验步骤

1、画出PLC与变频器及三相异步电机的控制原理框图，绘制相应的电气接线图。

2、查看手册，完成变频器相关参数设置。

3、编制PLC控制程序梯形图。

3、PLC和变频器以通讯线连接。

4、PLC与电脑连接，传入PLC程序

5、检查各电路连接是否正确。

6、电路连接正确，进行通电试车，查看变频器电源和参数。

7、若出现故障必须断电检修，再检查，再通电，直到试车成功。

五、注意事项

1、接线时一定要仔细按照接线图连接外部接线。

2、确定所有输入PLC的信号都能正常输入后，才可以将PLC修改为“RUN”模式。

3、由于实验设备不够，要分组进行，所以第一组接好线后，后面的可以不要重新接线，只是检查线是否接对，但控制程序可以更改。

4、由于没有成套设备，要现场接线，所以每组进行时要注意用电安全。

六、实验报告要求

1、根据实验内容整理实验结果，并分析和说明其控制原理。

2、根据实验原理和要求整理本实验的设计原理图。

3、写出地址分配表和调试好的带注释的实验程序。

4、仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。

5、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

七、思考题

本次实验中使用哪种通讯协议，有哪些注意事项，不同通信协议各有何优缺点？