PLC实现变频器多电机控制

ＰＬＣ实现变频器多电机控制

本文介绍了一种可编程控制器(简称PLC)与变频调速器构成的多分支通讯网络，PLC通过网络控制变频调速器的优越性。

标签：可编程控制器（PLC）变频调速器网络通讯协议

一、系统概述

用可编程控制器(以下简称PLC)、变频调速器组成的同步控制系统、比例控制系统以及同速控制系统等控制系统已经广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等各种行业。

当系统工作时操作人员通过工业计算机(也称PC机)设定运行参数(PC机也可不用)，由网络传送到PLC，由PLC发出控制变频调速器的速度控制指令，使各个变频调速器带动电机按照一定的速度运转。该控制系统对于电机数目少，分布比较集中的系统较合适；对于大规模自动化生产线，因为电机数目多、分布远，致使该控制系统的速度指令信号在长距离传输中衰减和受外界其它信号的干扰，整个系统的工作稳定性和可靠性降低，同时增加成本。鉴于以上原因，又提出了由PLC和变频调速器构成的多分支通讯控制网络。此系统成本低，信号传输距离远，抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机的大型自动化生产线。

二、系统硬件构成

控制系统组要由以下组件构成：

1.FXON--24MR为PLC基本单元。执行系统本身以及用户编辑的软件，是控制系统的核心。

2.FXON--485ADP是FXON系统PLC的通讯适配器。该模块的主要作用是在计算机与PLC通讯系统中作为子站接受计算机发给PLC的信息或在多个PLC 构成众多子站时的网络适配器。它一般只作为规定的网络协议的收信单元使用。在这里它一方面接受PC发给PLC的控制信息，另一方面把PLC的控制信号传送给变频器，完成对电机的速度控制。

3.FR--CU03是FR--A044系列调速器的计算机连接单元，符合RS422/RS485通讯协议规范。用于实现计算机与多台变频器的网络连接。通过该单元能够在网络上实现变频器的运行控制(如启动、停职、运行频率设定、参数设定和状态监控等)功能。是变频器的网络接口。

4.FR--A044是变频调速器，实现对电机的转速控制。

在此多分支通讯网络中，每个变频器是一个子站，均有一个站号，事先由参

数设定单元设定。工作过程中，PLC通过FXON--485ADP发出有关命令信息后各个子站均收到该信息，然后每各子站判断该信息的站号地址是否与本站站号相一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃对该信息的处理。这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站进行信息交换。

三、系统软件编程

1.通讯协议

该过程最多分5个阶段：1.PLC发出通讯请求。2.变频器等待处理。3.变频器做出应答。4.PLC等待处理。5.PLC做出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制控制指令时完成1--3三個过程；监视变频器运行频率时完成1--5五个过程。不论是写数据还是读数据，均有PLC发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。下图是分别写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。

2.编写程序

要实现对变频器的控制，必须对PLC进行编程，通过编写的程序实现PLC 与变频器信息交换的控制。PLC程序应完成FXON--485ADP通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、大麻转换以及变频器应答信息的处理等工作。

程序中通讯发送缓冲区为D127--D129；接收缓冲区为D150--D160。电机Ⅰ的启动、停止分别由X0的上升、下降沿控制；电机Ⅱ的启动、停止分别由X1的上升、下降沿控制；电机Ⅲ的启动、停止分别由X2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲M8002初始化FXON--485ADP的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机Ⅰ的启动为例：X0的上升沿M50吸合。变频器Ⅰ的站号送入D130，运行命令字送入D135，ENQ、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入D131、D132、D133；接着求校验和并进入D136、D137；最后置M8122允许RS指令发送控制信息到变频器。变频器收到信号后立即回复应答信息，此信息由FXON--485ADP收到后置M8132，PLC根据情况作出相应处理后结束程序。

四、结束语

1.实际使用表明，该方案能够实现计算机通过网络对PLC、变频调速器的运行控制、参数设定、以及运行状态监控。

2.该系统最多可控制变频调速器32台，最远传输距离不大于500米。

3.一台计算机和PLC控制多台变频调速器，成本明显低于传统的控制方式。

4.系统随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度降低，不利于控制。

参考文献：

1.《三菱PLC编程手册》

2.《三菱PLC硬件手册》

3.《通讯协议技术》王炜、崔炳哲科学出版社