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西門子PLC與CHV系列變頻器通信

2007/1/30 14:28:13

一.功能介紹

英威騰CHV系列矢量變頻器內置國際標準的MODBUS(從站)通信協議,配合CHV系列變頻器專用通訊卡,可非常方便的實現遠程通訊控制功能。通訊卡上提供RS232RS485兩種物理通訊端口,用戶可通過設置卡上的跳線選擇。

下面以西門子S7-200系列PLC為例,介紹PLCCHV矢量變頻器建立通訊并實現對變頻器起停、頻率給定、監控等功能的控制。

變頻器作為MODBUS協議從站接收來自CPU224 PLC的通信指令,。

CHV系列矢量變頻器在與CPU224通信前須做好以下準備工作:

1.確認已安裝好CHV系列矢量變頻器的通訊卡,并將卡上的端口跳線置于RS485端;

2.用一根帶9針陽性插頭的串口通信電纜連接在CPU224 PLC的自由通信口端,電纜另一端的第5、38線分別接在CHV變頻器RS485通訊卡的GND485+485-端子上,其余線屏蔽不用;

3.預先設置變頻器以下參數:

PC0.0=1                  //變頻器通訊地址為1

PC0.1=3                  //通訊波特率9.6K

PC0.2=1                  //通訊數據偶校驗

P0.01=2                  //變頻器的運行指令采用通訊方式

P0.03=7                  //變頻器的A頻率設定采用通訊方式

二.PLC內存使用說明

西門子S7-200系列PLC的自由通訊端口編程必定會用到兩個指令,即XMT(發送)指令和RCV(接收)指令。編寫程序時需要為這兩個指令指定數據緩沖區,一般以最低位數為0的地址作為數據緩沖區的起始地址。

    1.發送指令XMT緩沖區(/)

VB100     //xmt指令要發送的字節個數

VB101     //變頻器通訊地址(01)

VB102     //modbus功能碼(06/03)

VB103     //變頻器被寫地址高位/變頻器被讀起始地址高位

VB104     //變頻器被寫地址低位/變頻器被讀起始地址低位

VB105     //被寫數據高位/被讀數據字個數高位

VB106     //被寫數據低位/被讀數據字個數低位

VB107     //被發送數據CRC低位

VB108     //被發送數據CRC高位

2.接收指令RCV緩沖區

VB200     //rcv指令要接收的字節個數

VB201     //變頻器地址(01)

VB202     //modbus功能碼(06/03)

VB203     //變頻器被寫地址高位/被讀數據字節個數高位

VB204     //變頻器被寫地址低位/被讀數據字節個數低位

VB205     //被寫數據高位/被讀數據高位

VB206     //被寫數據低位/被讀數據低位

VB207     //被接收數據CRC低位

VB208     //被接收數據CRC高位

VB217       //被接收數據CRC驗算低位

VB218       //被接收數據CRC驗算高位

2CRC校驗子程序(SBR0

英威騰CHV系列矢量變頻器內置的MODBUS協議采用RTU傳輸格式,該格式使用CRC校驗方式對每次發出或接收的數據幀進行校驗。因此,該子程序使用了多個局部變量,以方便其它子程序調用。

在西門子STEP 7-Micro/Win 編程環境下(如圖一),需要在該子程序的局部變量表中預先設定以下局部變量:

 

 

1)輸入型局部變量(VAR_INPUT

1d_0:DWORD; // 待發送數據地址指針變量

lw_4:WORD;  // 待發送數據字節個數變量

2)輸出型局部變量(VAR_OUTPUT

lb_6:BYTE;  // CRC校驗值高位變量

lb_7:BYTE;  // CRC校驗值低位變量

3)臨時局部變量(VAR

lw_8:WORD;     // 待發送數據字節個數計數變量

lw_10:WORD;    // 待發送數據每字節8位二進制數計數變量

Network 1

LD     SM0.0

MOVW   16#FFFF, LW6                //16CRC校驗寄存器LW6全置為1

Network 2

LD     SM0.0

FOR    LW8, +1, LW4                //對待發送數據字節個數(LW4)計數(LW8)循環

Network 3

LD     SM0.0

XORB   *LD0, LB7                   //使待發送數據的第一個字節(*LD0)

                                   //CRC校驗寄存器低位字節(LB7)進行異或運算

Network 4

LD     SM0.0

INCD   LD0                         //ld_0指向待發送數據的下一個地址

Network 5

LD     SM0.0

FOR    LW10, +1, +8                //對每字節8位二進制數計數(LW10)循環

Network 6

LD     SM0.0

SRW    LW6, 1                      //CRC校驗寄存器LW6右移一位

Network 7

LD     SM1.1                       //若移位后的溢出值SM1.11

XORW   16#A001, LW6                //則使值16#A001LW6進行異或運算

Network 8

NEXT                               //結束每字節8位二進制數計數循環

Network 9

NEXT                               //結束每數據幀字節個數計數循環

3.   初始化子程序(SBR1

該程序在PLC的第一個掃描周期運行,主要是設置CPU224自由端口的通信格式、數據接收格式及復位各寄存區(參見西門子S7-200編程手冊)。

通信格式內容包括:波特率9.6K、每字節位數8位、偶校驗等(注意與變頻器一致)。

數據接收格式完全參照MODBUS RTU格式設定,以不少于3.5個字節傳輸時間的通信口空閑間隔作為數據接收的開始及結束信號。根據協議,PLC在準備接收數據前會先監測通信口是否空閑,如連續空閑時間超過了3.5個字節的傳輸時間,則PLC默認數據接收開始,此后通訊口上出現的信息即被認為是一個數據幀的內容。同理,隨著一個數據幀的最后一個字節傳輸完成,又會出現一個3.5字節傳輸時間的空閑間隔,來表示一個數據幀傳輸的結束。(參見MODBUS協議標準及CHV系列矢量變頻器通訊卡使用說明書)

9.6K的通信波特率來說,3.5個字節傳輸時間約為5ms左右。因該程式的每個指令只準備接收一個數據幀的回饋信息,所以接收數據前的空閑檢測時間可設為0,即PLC在發出數據后立即開始接收數據,但一個數據幀的傳輸結束空閑檢測時間仍需設為5ms以上。

Network 1

LD     SM0.0

MOVB   16#49, SMB30                //設置自由通信口格式

MOVW   +0, SMW90                   //空閑行間隔檢測時間0ms

MOVW   +5, SMW92                   //字符間定時器超時檢測時間5ms

MOVB   20, SMB94                   //接收信息的最大緩沖區20字節

MOVB   148, SMB87                  //設置自由通信口的數據接收格式

FILL   +0, QW0, 1                  //輸出印象寄存區復位

FILL   +0, MW0, 1                  //標志寄存區復位

FILL   +0, VW100, 5                //發送緩沖區復位

FILL   +0, VW200, 5                //接收緩沖區復位

ATCH   INT_0, 23                   //接收完成中斷

ATCH   INT_1, 9                    //發送完成中斷

ENI                                //在全局啟用中斷

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