S7-200如何通過MODBUS協(xié)議與變頻器通訊

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1、S7-200如何通過MODBUS協(xié)議與變頻器通訊摘要本文就西門子S7-200PLC如何通過MODBUS協(xié)議與變頻器之間實現(xiàn)通信，結(jié)合西門子STEP7編程方法和變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)置，以CPU226PLC和ACS510變頻器配置為例，實現(xiàn)上述功能。關(guān)鍵詞：變頻器MODBU一、引言2二、MODBUS通信協(xié)議21.MODBUS通信協(xié)議介紹22.MODBUS的RTU通信方式2三、控制系統(tǒng)的的硬件設(shè)計31.硬件總體框架32.變頻器33.PLC3四、變頻器參數(shù)及PLC程序41.變頻器參數(shù)設(shè)置42.PLC程序53.S7-200PLC和其它品牌變頻器的通訊9五、結(jié)束語11參考文獻121

2、2一、引言隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，變頻器在調(diào)速和節(jié)能方面的使用已非常廣泛。然而為了生產(chǎn)的需要，我們有時需要把不同廠商不同種類的設(shè)備整合在一個系統(tǒng)內(nèi)運行，設(shè)備之間的通訊兼容問題就變得日益突出。由于Modbus標準開放，支持多種電氣接口，幀格式簡單、緊湊等一些特點，使用越來越廣泛。利用Modbus通訊協(xié)議監(jiān)控變頻器可以減少設(shè)備中PLC模擬量模塊用量，節(jié)省設(shè)備成本，增加系統(tǒng)可靠性。本文以西門子S7-200PLC與ABBACS510變頻器為例，淺談PLC利用MODBUSRTU通訊協(xié)議監(jiān)控變頻器，以供參考。由于水平有限，不足之處，請多多指正。二、MODBUS通信協(xié)議1.MOD

3、BUS通信協(xié)議介紹在目前的工業(yè)領(lǐng)域中，各個設(shè)備供應(yīng)商基本都推出了自己的專用協(xié)議，但是為了兼容，幾乎所有的設(shè)備都支持MODBUS通信協(xié)議。MODBUS協(xié)議是美國MODICON（莫迪康）公司首先推出的基于RS485總線的通信協(xié)議，其物理層為RS232/RS422/RS485接口標準。MODBUS通信協(xié)議是一種主從式串行異步半雙工通信協(xié)議。采用主從式通信結(jié)構(gòu)，可使一個主站對多個從站進行雙向通信，主站可單獨和從站通信，也可以廣播式和所有從站通信。2.MODBUS的RTU通信方式MODBUS通信協(xié)議提供了ASCII和RTU兩種通信方式。由于RTU的通信速度比ASCII碼要快，

4、變頻器和PLC等產(chǎn)品支持的多為MODBUSRTU格式，所以本文皆是以MODBUSRTU格式為例。12RTU通信格式規(guī)定如下：1個起始位；8個數(shù)據(jù)位；1個校驗位（奇、偶）或者無校驗位；1個停止位（有校驗時）或者2個停止位（無校驗時）。RTU數(shù)據(jù)格式：沒有幀頭和幀尾，兩個信息幀之間至少間隔3～5個字符的時間間隔。每個信息幀依次由地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)、校驗碼組成。一、控制系統(tǒng)的的硬件設(shè)計1.硬件總體框架本文是基于“PLC+變頻器+觸摸屏”的控制思想，通過PLC來實時監(jiān)控與改變變頻器的頻率，從而控制交流異步電動機的速度。2.變頻器隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)

5、的迅速發(fā)展，為交流變頻調(diào)速提供了成熟的技術(shù)條件并得到迅猛的發(fā)展。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成?？績?nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等?？梢哉f交流變頻器是強弱電混合、機電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變）、又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它也可以簡單分成功率和控制兩大部分。3.PLC12本文以西門子S7-200CPU226為例。該PLC

6、本體集成2個RS-485接口,Port0的3和8連接ACS510變頻器的29和30(如圖一)。調(diào)用Modbus協(xié)議庫可以很方便的編制程序。圖一一、變頻器參數(shù)及PLC程序1.變頻器參數(shù)設(shè)置a)ACS510變頻器相關(guān)參數(shù)相關(guān)參數(shù)機能說明9802=1Modbus協(xié)議5302=1站號5303=9.6kbit/s波特率5304=1校驗方式8N15305=0ABB傳動簡裝版1001=10啟停和方向信號來自現(xiàn)場總線控制字1003=3方向可以通過命令切換121102=0選擇外部給定11103=8外部給定1來自串行通訊2007=-50HZ最小頻率a)控制變頻器l初始化變頻器：Modb

7、us寄存器40001中寫入0476H；l啟動電機：Modbus寄存器40001中寫入047FH；l停止電機：Modbus寄存器40001中寫入0477H；l正轉(zhuǎn)電機：Modbus寄存器40002中寫入0～20000；l反轉(zhuǎn)電機：Modbus寄存器40002中寫入0～-20000；l故障復位：Modbus寄存器40001中寫入04F6H；注：變頻器的型號品牌不同，參數(shù)也不同，但都大同小異，具體參考各變頻器的手冊。1.PLC程序121212121.S7-200PLC和其它品牌變頻器的通訊變頻器的型號品牌不一樣，接線方式、通訊參數(shù)、控制字、狀態(tài)字的地址，寫入的數(shù)據(jù)也不