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西門子PLC與英威騰CHV系列變頻器通信
摘要: 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RS232及RS485兩種物理通訊端口,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PLC與CHV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。
Abstract:
Key words :

  一.功能介紹
  英威騰CHV系列變頻器" title="變頻器">變頻器" title="矢量變頻器" title="矢量變頻器">矢量變頻器">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RS232及RS485兩種物理通訊端口,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" title="PLC">PLC為例,介紹PLC與CHV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、3、8線分別接在CHV變頻器RS485通訊卡的GND、485+、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(寫/讀)
  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
  2.CRC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" title="數據幀">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 //將16位CRC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)與
   //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SM1.1為1
  XORW 16#A001, LW6 //則使值16#A001與LW6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" title="數據接收">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)
  對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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