基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制分析

基于PLC通信方式的变频器闭环定位控制分析【摘要】本文阐述了PLC通过通信方式控制变频器启动，加速，运行，到达预定目标后按规律减速并准确停止的过程。分析其工作原理，并讲述安装，调试过程。【关键词】PLC；高速计数器定位；变频器参数设置；闭环控制；通信PLC控制变频器一般通过三种方式，外部数字节点实现启动，停止，多段速调节，或加减速控制，配线复杂，还应考虑PLC输出点的数目。第二种是外部模拟量电压（或电流）控制，能实现自动平滑调速，是实现闭环控制常见方式，但控制信号的传输受距离限制，且需增添数模转换模块，增加费用。第三种是通信方式，PLC与变频器之间用一通信线连接，配线简单，只需添加RS485通信板，降低系统成本，所以本系统选用通信方式实现PLC对变频器的控制。本系统原理是：三菱FX1ncPLC通过485接口与S500变频器PU接口相连，控制变频器启动，并以一定频率（50hz）运行，电机带动同轴编码器运转，并每转输出500个脉冲。此脉冲高电位端接到PLC输入端X0（高速计数器用C235），低电位端接输入端COM，注意：极性不要接错。通过计数算出电机到达目的（例如：10000转后）前若干圈（此值称为阈值，与转速，系统惯性有关，50HZ时，我们取50圈，即2500个脉冲。）开始减速，每转减1HZ，48圈后，剩余2HZ，（此值通过调试设定）变频器停止运行，反复观察，将误差限制到10个脉冲（1/36度）。运行频率，停止目标，阈值，停车距离均可通过触摸屏设置。PLC与变频器通信两者参数均需设定，且需一一对应。PLC通信格式需在D8120中设置，本例D8120数值为H0C70，含义为：通信数据长度为7位，无奇偶校验，停止位1位，波特率4800bps，无标题，终结符，无协议，普通模式。M8161置1，为8位传送。减速时间P8=0，扩展参数P30=1，操作模式P79=1，通信参数n1=1，变频器站号为1，n2=48，波特率为4800bps，n3=10，数据长度7位，停止位1位，n4=0，无奇偶校验，n5取――，发生通信错误变频器不停止，n6取――，通信校验终止，n7取――，等待时间PLC设定，n8=0，运行指令权计算机即PLC，n9=0，速度指令权PLC给定，n11=0，无换行，无回车，以上参数均在n10=0时设定，设定完毕后，将n10改为1并将变频器断电以保存数据，再上电，PU，与EXT指示灯全亮，n10=0时，PU，与EXT指示灯只有一个亮，能相互转换。n10更改后，变频器断电存储后才有效。PLC发出指令格式是：发送请求ENQ，站号，指令代码，等待时间，数据，总和校验，数据采用ASCII码，如：发送请求ENQ表示为：H05；01号站表示为：H30，H31；运行指令HFA表示为：H46，H41；正转H02表示为：H30，H32；反转H04表示为：H30，H34；停车H00表示为：H30，H30；写频率指令HEE表示为：H45，H45；频率值50HZ变频器精确到0.01HZ，写入到变频器值是5000（每个单位0.01HZ），十六进制为H1388表示为ASCII码：H31，H33，H38，H38；总和校验是除去ENQ（H05）外，将站号，指令代码，等待时间，数据，加起来，取最低两位将其变为ASCII码。具体操作：如变频器正转运行PLC发送如下指令：H05，H30，H31，H46，H41，H30，H30，H32，H37，H41；从第二个数据开始的七个数据之和是：和H30+H31+H46+H41+H30+H30+H32=H17A，将低两位变成ASCII码就是第八，第九个数据：H37，H41，同理，写频率的数据位：H05，H30，H31，H45，H45，H30，H31，H33，H38，H38，H42，H46。PLC接收从变频器来的数据格式是：STX，站号，读出数据，ETX，总和校验。PLC与变频器无协议通信采用RS指令，格式为：RSD0D50D100D150，D0含义是发送数据起始原件，D50是发送数据个数，D100是接收数据起始原件，D150是接收数据个数，RS指令在程序可以使用多次，但不能同时使用，变频器的启动，停止，调速，不应同时进行。其间应有时间差。发送数据开始程序应置位M8122，发送结束系统自动复位M8122，接收开始系统自动置位M8123，接收完毕需要程序复位M8123。本系统常见故障有：（1）接线完毕，程序下载正常，按下启动按钮后，电机不运转。首先，观察变频器运行指示灯亮否，如不亮，1）检查程序，用DEVELOPER软件在线监视，软元件批量登录，观察发送数据是否正常，如不正常，更改程序，程序正常，一般是通信线问题。2）检查变频器参数设置是否正确，是否和程序一一对应如变频器运行指示灯闪烁，表明变频器已运行，但频率值没有写入，应更改程序。（2）电机运转，但不停止。利用软件监视，观察计数器数值是否变化，如不变化，检查测量编码器有无输出脉冲，此脉冲幅值应在12V――24V之间，不能太低，极性不能接反，检查所用计数器与接线是否对应。检查计数方向是否正确。PLC通信方式控制变频器闭环运行的定位控制，配线简单，控制精度高，在控制多台变频器时，其优势更为明显。【参考文献】[1]汤自春编著.PLC原理及应用技术.高等教育出版社.[2]三菱S500变频器手册.[3]三菱可编程控制器FX系列手册.