资讯导读：本文以台达PLC与PI9000变频器通信为例，介绍串行通信技术在交流变频调速控制系统中的应用，并通过相应的部分通信控制程序来说明利用可编程控制器实现串行通信编程设计方法。

1、引言

变频器调速系统是集自动控制、微电子、电力电子、通信技术于一体的技术，它因良好的调速和节能性能, 目前在各行业中获得了广泛的应用。PLC是近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置，它具有体积小、组装灵活、编程简单、抗干扰能力强和可靠性高等优点。现代工业生产的许多领域将变频器与PLC相结合使用, 借助于PC（或HMI）可以对自动化设备进行智能控制。随着网络技术的发展，PLC既可以独立地对自动化设备进行控制，也可以作为工作站与整个工厂网络系统的各个单元进行信息交换，有利于“无人化”工厂的实现。

下面以台达DVP系列PLC与PI9000变频器之间的连接为例，介绍可编程控制器和变频器之间的通信并实现对变频器起停、频率给定、监控等功能的控制。

2、变频器的控制方式

（1）键盘控制，通过变频器操作面板上的按键进行控制，主要应用于对变频器进行本地操作, 且电动机转速不频繁变化的场合。

（2）端子控制，即通过对变频器控制端子上逻辑输入口的逻辑组合，设置各种预置速度，再通过输入端子的启动和停止端子和预置速度端子的通断状态, 实现电动机的启停控制和输出频率的改变, 主要应用于控制电动机按预先设定的几个固定频率运转的场合。

（3）通过变频器模拟量输入0-10V或4-20mA的信号，改变给定频率。

（4）远程通讯控制，通过变频器内置的各种通讯模块，实现对变频器的速度给定。

对于按给定时间调试要求的情况，采用触摸屏+PLC进行控制有较高的自动化程度和“智能”性。

3、PLC与变频器远程通信控制的硬件连接

台达的DVP系列PLC具有两个通讯口[3]，COM1是RS232，COM2是RS485，支持MODBUS ASCII/RTU通讯格式，通讯速率最高可达115200bps，两通讯口可以同时使用。所以无需用任何扩展模块就可以实现既可连接用于参数设置的人机界面又可用通讯的方式控制变频器等其它设备。并且DVP系列PLC提供了针对MODBUS ASCII/RTU模式的专用通讯指令，这样在编写通讯程序时就可以大大简化，无需像用串行数据传送指令RS那样要进行复杂的校验码计算和遵循复杂的指令格式。大连普传科技的PI9000系列变频器带有RS485通讯卡，并且也遵循MODBUS ASCII/RTU通讯格式。整个系统的结构图如图1所示。

图 1 整体系统结构图，图片来源于网络，下同

4、变频器的远程控制原理

PLC在对变频器进行控制时，在遵循PLC与变频器通信协议的前提下，还要对变频器进行一些参数设定，如变频器通讯地址的设定，通信速度的设定，停止位长、有无奇偶校验、通信再试次数、通信检验时间、等待时间设定等等。同时，还要按照变频器所规定的数据格式进行数据通信，具体包括以下几方面的内容：

1.通信协议

通讯协议是指通讯双方的一种约定。这个约定包括对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、检纠错方式以及控制字符定义等做出同一规定，通讯双方必须共同遵守。因此，也叫做通讯控制规程，或称传输控制规程。MODBUS协议是产业控制器中使用较普遍的一种网络协议。通过此协议，各种控制器之间（比如PLC、变频器、伺服驱动器、各种智能仪表）、控制器通过其它网络（比如以太网）和其它设备之间都可以通讯交换信息。该协议定义了一个控制器可以识别的信息架构，从而使不同厂商生产的支持此协议的各种工控产品可以连接到一个网络上进行集中控制和信息交换。

2.plc相关通讯口通讯格式的设置方法

台达DVP系列PLC的每一个通讯口都对应有相关的特殊寄存器D和特殊继电器M，以进行通讯相关的参数设置和信息的传送。本文中要使用的COM2进行RS485通讯，对应的主要特D特M及其意义见表1。

表 1特D及特M及意义

D1120中各数据位代表的意义如图2和图3所示，使用台达的专用MODBUS通讯指令时D1120高8位的数据可以不设置，可以看作全为0。比如我们要用的通讯格式为：8位数据长、无、2位停止位（亦即常说的协议为：8N2），通讯速率为9600，则通过此图表我们可以知道D1120中的数据为：0000 0000 1000 1001，即D1120=H89。这样在编通讯程序时把H89写进D1120，然后SET M1120，就设定好了PLC COM2口的通讯协议。

图 2 D1120中 b3-b0代表的意义

图 3 D1120的b15-b4代表的意义

此工程中变频器需要设定的参数及说明见表2。在进行变频器的通讯控制时必需设定这些参数，并且设定值要和PLC的D1120值设置一致。其它未设置的参数可以按出厂默认值即可。

表 2 变频器参数设定

5、对变频器远程控制的软件设计

软件设计时，首先需进行初始化，包括波特率、停止位、奇偶校验等，然后按照变频器的通信数据格式，将需要传送的数据依次存入数据存储器，通过PLC的串行数据传送指令，按照一定的波特率将数据依次传送给变频器，变频器再将内部的一些信息反馈给PLC。部分软件程序如下所示。

图 4 通讯协议设定

图 5变频器的启动和停止

图 6变频器的频率给定

图 7 变频器的加减速控制

6、结束语

通过对台达DVP PLC和PI9000变频器的调试，同时采用威纶公司的触摸屏作为数据输入及监视设备，该系统已经实现了通信功能，实现PLC对变频器的启动和停止控制，并能利用触摸屏对变频器进行频率加减控制，实现电机调速功能。该系统目前已经成功应用于四色印刷机处理系统中，设备通信控制运行良好、可靠。

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