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基于EXTR指令的PLC与变频器通信程序设计

作者:张静   2012-10-12   来源:中国自动化网   评论:0条    浏览:1904

1  引言
工业自动化控制中,PLC与变频器的通信时,我们希望实现的通信功能通常有四个:一是变频器的运行监视功能,二是变频器的运行控制功能,三是变频器的参数读出功能,四是变频器的参数写入功能。以往我们广泛的采用RS-485串行通信方式,可以说该方式的程序设计方法已经深入人心,但用传统的RS指令设计通信程序时,程序编制复杂,涉及的知识面广,所有数据信息均需用ASCⅡ码发送和接收。程序容量大,编程工作量大,对编程人员的要求高,程序难读难调试,稍有不慎,系统将无法正常运行!但在三菱系列FX2N和FX2NC型PLC中,如果在硬件上增加了FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-485BD功能扩展板,应用EXTR指令进行程序设计,即直接用EXTR指令对变频器的数据进行读、写和监视、控制,将使通信程序的设计方法变得简单,容易掌握,程序也更加简洁、易懂,调试更加简单。 0caaf0【中国自动化网社区】7d6f90【http://sns.ca800.com】f09

2  EXTR指令介绍
在FX2N和FX2NC的PLC功能指令中,其实并没有EXTR(FNC180)指令,但如果在FX2N和FX2NC上增加FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-ROM-CE1功能扩展存储器盒,则可以使用EXTR指令,也就是说,EXTR指令是一个扩展功能指令,其功能可扩展到直接对变频器数据的进行读写和运行监控,使用该指令的扩展功能如表1所示。 31db【中国自动化网社区】660f62【http://sns.ca800.com】da605

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3  扩展功能的实现
应用EXTR指令实现变频器通信程序的设计,即扩展功能的实现需要考虑解决两个问题,一是通信格式的设置,二是如何编制四大扩展功能的通信程序?四大扩展功能主要是指:变频器的运行监视、运行控制、参数读出和参数写入等功能。
3.1  通信格式及变频器通信参数设置
应用EXTR指令进行编程时,通信格式的编制及变频器的通信参数的设置仍与RS-485通信设置一样,仍需用特殊功能数据寄存器D8120对通信格式进行设置,通信格式字中的b15~b10为可忽略的设定内容,一般为0,变频器运行模式参数应设置为Pr79=0,即为上电时外部运行模式,变频器的其他通信相关参数按RS-485的要求设置。
3.2  四大扩展功能的指令解读
1) 变频器运行监视指令
指令形式(如图1):
指令解读: 61bb【中国自动化网社区】f815bb【http://sns.ca800.com】b7c05d

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当M0接通时,将站号为0号的变频器的运行频率读到PLC的D100数据寄存器中,通过对D100的数据进行监视来实现对变频器的各种运行数据监视。数据流向为变频器→PLC,其中变频器站号用十进制数表示,设定值只能为K0~K7,因为连接变频器的数量最多为8台, H6F为变频器输出频率的指令功能码,其它常用功能码可查阅表2。 61bb【中国自动化网社区】f815bb【http://sns.ca800.com】b7c05d

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2) 变频器运行控制指令
指令形式(如图2):
指令解读: 54891【中国自动化网社区】2bc7a2【http://sns.ca800.com】5146


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当M1接通时,按指令功能码(HFA)的要求,对0号变频器进行反转(H04)运行控制。常见变频器运行控制功能码见表3。 54891【中国自动化网社区】2bc7a2【http://sns.ca800.com】5146

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3) 变频器参数读出指令
指令形式(如图3):
指令解读: a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0


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当M3接通时,读取0号变频器的加速时间,并保存到PLC的数据寄存器D101中,其中K7对应于变频器的Pr.7。
4) 变频器参数写入指令
指令形式(如图4)。
指令解读:
M3接通时,把D102的数值写入到0号变频器中,即设定变频器的减速时间为D102的数值,其中K8对应于变频器的Pr.8。
3.3 通信指令使用说明 a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0

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1) 当驱动条件从OFF到ON的上升沿时,开始执行与变频器间的通信,通信执行后即使驱动条件关闭,通信仍会执行完毕,若通信条件一直为ON,将执行反复通信。
2) EXTR指令不能与RS指令合用,也不能在CJ--P、FOR--NEXT、P--SRET和I--IRET指令之间使用。
3) EXTR指令可以多次编程,当同时驱动多个指令时,当前变频器通信结束后,才执行下一个EXTR指令。
4) 当一个通信指令EXTR执行完后,M8029变为ON,且保持一个扫描周期,当执行多个EXTR指令时,在全部指令通信完成前,务必保持驱动条件为ON,直到全部通信结束时,再利用M8029将驱动条件复位。 a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0

4  通信程序设计举例
4.1  控制要求
用PLC与变频器通信的方式控制变频器,能实现对电动机的正、反转和停止控制,能写入和读出电动机运行的上限频率、下限频率以及加速和减速时间,并能监视电动机运行的电压、电流和频率。
4.2  程序设计
通信程序如图5所示。 a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0

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5  结束语
应用EXTR指令编程,可以简化PLC与变频器的通信程序,程序设计的优越性毋容置疑,但也有其局限性。一是适用机型只有FX2N和FX2NC系列的PLC,版本均需在Ver3.0以上,且PLC必须加装存储盒;二是变频器的型号也只有A500、E500和S500。变频器的数量最多也只有8台。当然,如果是FX3U和FX3UC系列的PLC要实现与变频器通信的四大功能就不需要加装存储盒了,因为该机型已经具备与变频器的直接通信功能,已有变频器的监视、控制、参数读出和参数写入的等专用功能指令,它们分别是IVCK指令, IVDR指令, IVRD指令和IVWR指令。若在控制系统中再配置触摸屏,则将使变频器参数的监控变得更加直观、方便,控制系统也显得更加完整。 a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0

参考文献:
[1] 阮友德.PLC、变频器、触摸屏综合应用实训[M].北京:中国电力出版社,2009.1.
[2] 岳庆来.变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术[M].北京:机械工业出版社,2006.4.
[3] 郭宗仁等编著.可编程控制器应用系统设计及通信网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.9.
[4] 三菱电机公司.FR桬500变频器调速器使用手册[Z],2005.7.

作者简介:余文培(1973-),男,维修电工一级实习指导教师,从事电气自动化专业教学工作。 a748【中国自动化网社区】a9e86c【http://sns.ca800.com】a0

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