400-006-5606
一.導言
同步控制系統、比例控制系統和以變頻調速器（變頻調速裝置）為速度控制器的同步控制系統已廣泛應用于冶金、機械、紡織、化工等行業。以比例控制系統為例，一般系統結構在工作時，操作人員通過控制計算機(可以是PLC，也可以是工控機)設定比例運行參數，然后控制計算機通過D/A轉換模塊發出速度指令控制變頻調速器，使每個變頻調速器驅動電機以一定的速比運行。這種方案更適合電機數量少、電機分布集中的應用系統。但對于大規模生產自動線，一方面電機數量多，另一方面電機分布距離遠。采用這種控制方案時，由于速度指令信號在長距離傳輸中的衰減和外界干擾，整個系統的穩定性和可靠性會降低。同時，大量的D/A轉換模塊增加了系統成本。為此，我們提出了一種由PLC和變頻調速器組成的多支路通訊控制網絡。該系統具有成本低、信號傳輸距離遠、抗干擾能力強的優點，特別適用于長距離、多電機控制。
二、系統硬件結構
系統的硬件結構主要由以下幾個部分組成:
1.FX0N—24MR是PLC、執行系統和用戶軟件的基本單元，是系統的核心。
2.FX0N—485ADP是FX0N系統PLC的通信適配器。該模塊的主要功能是作為計算機-PLC通信系統中的子站，接收計算機發送給PLC的信息，或者在多個PLC組成n:n網絡時作為網絡適配器。一般只作為指定協議的接收單元。在分析其結構的基礎上，作者將其作為通信主站來完成變頻調速器控制信號的傳輸。
3.FR-CU03是FR-A044系列比例調速器的計算機連接單元，符合RS-422/RS-485通訊規范，用于實現計算機與多臺變頻調速器的聯網。該單元可以在網絡上實現變頻調速器的運行控制(如啟動、停止、運行頻率設定)、參數設定和狀態監視，是變頻器（VFD）的網絡接口。
4.FR—A044變頻測量儀實現電機調速。
在1:n(本文中為1:3)多分支通信網絡中，每個VFD為一個子站，每個子站都有一個站號，由參數設置單元預先設置。工作過程中，PLC通過FX0N—485ADP發送相關命令信息后，各分站接收該信息，然后各分站判斷該信息的站號地址是否與本站的站號一致。如果是，則處理該信息并返回響應信息；如果不是，則放棄信息處理，從而保證網絡上同一時刻只有一個子站可以與主站交換信息。
三，軟件設計
1.通信協議
計算機與VFD的通信過程最多可以分為五個階段。
（1）計算機發送通信請求；
（2）VFD處理等待；
（3）VFD進行響應；
（4）計算機處理等待；
（5）電腦會回應。
根據不同的通信需求完成相應的流程，比如寫VFD啟停控制命令？~?三個過程；監控VFD運行頻率時完成？~?五個過程。無論是寫數據還是讀數據，都有來自計算機的請求，VFD只是被動接受請求并響應。每個階段的數據格式都不一樣。
2.PLC編程
為了實現對VFD的控制，必須對PLC進行編程，以實現對PLC和VFD之間信息交換的控制。PLC程序應完成FX0N—485ADP通信適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉換和VFD響應信息的處理。PLC梯形圖程序(部分程序)。程序中的通信發送緩沖區為D127 ~ D149；驗收緩沖區為D150~D160。1電機的啟動和停止分別由X0的上升沿和下降沿控制；2電機的啟動和停止分別由X1的上升沿和下降沿控制；3電機的啟動和停止分別由X2的上升沿和下降沿控制。程序通過系統啟動脈沖M8002初始化FX0N—485ADP的通信協議；然后開始和停止信號被處理。以電機1啟動為例，X0上升沿在M50處嚙合，站號VFD1送到D130，運行命令字送到D135，ENQ、寫運行命令的控制字、等待時間寫入D131、D132、D133由程序員預先設定。然后核對總和，發給D136和D137；最后，M8122被設置為允許RS指令向發送控制信息。VFD收到信號后，會立即返回響應消息。此消息FX0N—485ADP由后置M8132接收，PLC會根據情況做出相應處理后結束程序。
四。結論。
1.實際應用表明，該方案可以通過網絡實現PLC對變頻調速器的運行控制、參數設置和運行狀態監控。
2.該系統可以控制多達32個變頻調速器，最大距離為500米。
3.控制多套VFD，成本明顯低于D/A控制方式。
4.隨著VFD的增大，通信時延增大，系統響應速度低于D/A控制方式。
