s7200plc_与eds易能变频器的通讯应用.doc

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1、PLC与变频器的通讯应用0.引言　　我国东北地区是规模最大的食用菌生产加工出口基地之一。随着市场需求的不断增加，生产能力的逐渐扩大，生产设备的老化与滞后问题突显出来。培养基二次发酵是某企业一个重要的生产过程，是食用菌生产的基础工序。目前，该公司有6个培养基二次发酵隧道。每个隧道配置8个温度传感器，分别布置在发酵隧道的入风口、出风口和培养基中，用于检测发酵过程温度。每个隧道配置一台风机和风门，用于调节发酵隧道的温度，达到整个发酵过程的要求。现阶段,该公司采用人工的方法监控隧道温度，并用手动的方法调节风机转速

2、和风门开度。自动化水平低、耗能高、人力资源的浪费等诸多问题急需解决。　　在传统的PLC变频控制集成系统中，变频器的启动/停止与故障监控由PLC通过开关量实现端对端控制。变频器频率是由PLC通过模拟量输出端口输出0～5（10）V或4～20mA信号控制，需要PLC配置昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由PLC读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，可以利用PLC及变频器的串行通讯的方式来实现PLC对变频器的

3、控制。　　在工业自动化控制系统中，最为常见的是PLC和变频器的组合应用，并且产生了多种多样的PLC控制变频器的方法，其中采用RS-485通讯方式实施控制的方案得到广泛的应用：因为它抗干扰能力强、传输速率高、传输距离远且造价低廉。本文就是针对该公司的自动化问题，应用PLC与变频器的串行通讯，实现风机的变频调速和远程监控[1>。1.变频器通讯的系统配置1.1变频器的选择　　易能电气的EDS1000系列变频调速器提供串行通讯技术的支持。它所支持的串行通讯技术包括标准RS-485、PROFIDRIVE、LONWO

4、RKS在内的多种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、最为廉价实用的串行通讯方式。只需按照EDS1000变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与变频的通讯。1.2PLC的选择　　西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率。S7-200系列是西门子SIMATICPLC家族中的小规模PLC成员，自由通讯口方式是S7-200PLC的一个特色的功能，它使S7-200PLC可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中PLC可以与变频器方便连

5、接。PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了PLC宝贵的I/0端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照自由口协议来对S7-200的自由口进行编程[2>。1.3系统硬件组成　　EDS-1000系列变频器R-485接口与西门子S7-200系列226CPU型PLC的自由通讯口1的配线图，如图1所示。PLC为主机，变频器为从机，主从机点对点通讯。  1

6、.4硬件安装方法　　（1）用网线专用压接钳将电缆的一头和RJ45水晶头进行压接；另一头则按西门子PLC自由通讯口的针口排列，与DB-9专用转接插头相连。　　（2）将RJ45电缆分别连接变频器的PU口，把DB-9专用转接插头与S7-200PLC的自由通讯口1相连2.变频器通讯原理　　EDS1000系列变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验。PLC为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等待从机的响应。主机最多能带31个从机，在有中继器的情况下，可以增加

7、到126个从机，也就是从机的地址最多可以设定到126。通讯时，传输的默认格式和传输速率为：8-N-1，9600bps。传输的数据命令帧格式表1所示。  上述数据结构中：　　（1）帧头：为字符“～”（即十六进制7E），单字节。　　（2）从机地址：从机的本机地址，占用两个字节，ASCII格式。变频器出厂设置为01。　　（3）主机命令/从机响应：主机发出的命令，从机对命令的应答。占用双字节，采用ASCII格式。　　（4）辅助索引/命令索引/故障索引：对于主机，辅助索引、命令索引用于配合主机命令实现具体功能。对于

8、从机，辅助索引、命令索引用于从机上报故障状态码，命令索引不作改动，直接上报。数据类型为16进制，4个字节，ASCII格式。命令索引占用低二个字节，辅助索引占用高二个字节，数据范围为“00”～“FF”。　　（5）校验和：数据含义为帧校验，占用四个字节，ASCII格式。计算方法为“从机地址”到“运行数据”全部字节的ASCII码值的累加和。　　（6）帧尾：十六进制0D，单字节[3>3.PLC编程示例　　本文结合发酵隧道控制系统的需要