用总线控制变频器实例案Word文档格式.docx
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PLC和变频器的通讯连接示意图
用户自行按图3所示定义五芯电缆线的一端接FX2N-485BD,而另一端(如图2)用专用接口压接五芯电缆接变频器的PU口。
(将FR-DU04面板取下即可)
三PLC和变频器之间的485通讯协议和数据定义
PLC和变频器之间进行通讯,通讯规格必须在变频器的初始化中设定,如果没有进行设定或有一个错误的设定,数据将不能进行通讯。
且每次参数设定后,需复位变频器。
确保参数的设定生效。
设定好参数后将按如下协议进行数据通讯。
(如图4)
图4:
RS485通讯协议图
1从PLC到变频器的通讯请求数据
2数据写入时从变频器到PLC的应答数据
3读出数据时从变频器到PLC的应答数据
4读出数据时从PLC到变频器发送数据
通讯数据定义如下:
1控制代码
2通讯数据类型
所有指令代码和数据均以ASCII码(十六进制)发送和接收。
例如:
(频率和参数)依照相应的指令代码确定数据的定义和设定范围。
四软件设计
要实现PLC对变频器的通讯控制,必须对PLC进行编程;
通过程序实现PLC对变频器的各种运行控制和数据的采集。
PLC程序首先应完成FX2N-485BD通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换和变频器应答数据的处理工作。
PLC通讯运行程序设计流程如下图5:
图5:
PLC通讯流程图
PLC通过RS-485通讯控制变频器运行程序实例:
(以指令表形式说明)。
0LDM8002
1MOVH0C96D8120
6LDX001
7RSD10D26D30D49
16LDM8000
17OUTM8161
19LDX001
20MOVH5D10
25MOVH30D11
30MOVH31D12
35MOVH46D13
40MOVH41D14
45MOVH31D15
50MPS
51ANIX003
52MOVH30D16
57MPP
58ANIX003
59MOVH34D17
64LDPX002
66CCDD11D28K7
73ASCID28D18K2
80MOVK10D26
85MOVK0D49
90SETM8122
92END
以上程序运行时PLC通过RS-485通讯程序正转启动变变频器运行,停止则由X3端子控制。
控制指令如下表
五结论
本文通过实例讨论了三菱PLC同其变频器的RS-485通讯功能的编程和应用,有助于读者进一步的研究和应用,应用该程序很容易连接上三菱的F900系列的触摸展一起使用。
将更一步扩充应用的灵活性。
作者:
兴东机电设备(深圳)有限公司FA中心
三菱CC-LINK现场总线技术在变频传动上的应用
摘要:
本文从现场总线原理出发,介绍了三菱CC-LINK现场总线技术。
并通过F500系列变频器实现远程设备站的控制和通讯。
现场总线CC-LINK通讯
一:
引言:
现场总线技术(Fieldbus)是80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。
它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。
它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。
这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。
根据国际电工委员会(IEC)和美国仪表协会(ISA)的定义:
现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字、双向传输、多分支结构的通信网络,它的关键标志是能支持双向多节点、总线式的全数字通讯,具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
二:
CC-LINK现场总线简介:
三菱CC-LINK现场总线技术是1996年三菱电机以“多厂家设备环境、高性能、省配线”理念开发、公布和开放现场总线。
CC-LINK现场总线技术是Control&
CommunicationLink(控制与通信链路系统)的简称。
具有性能卓越、应用广泛、使用简单、节省成本等突出优点。
一般而言,我们将网络系统分为3至4个层次:
管理层、控制器层、部件层,部件层也就是指装置层和传感器层。
由于三菱CC-LINK现场总线技术的数据容量大,通信速度多级可选择,三菱CC-LINK现场总线技术是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统,能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围。
CC-LINK现场总线是一个以设备层为主的网络,一般情况下,CC-Link整个网络可由一个主站和六十四个从站组成。
CC-Link具有高速的数据传输速度,最高可达10Mbps,其底层通信协议遵循RS-485。
CC-Link的数据通信方式可分为2种方式:
循环通讯和瞬时传送。
信息从主站传递到从站,信息数据将以150字节为单位分割,并以每批150字节传递。
若从站传递到主站或其他从站,每批信息数据最大为34字节。
瞬时传送需要由专用指令来完成。
瞬时传送不会影响循环通信的时间。
三:
站信息:
1:
站的类型(主站、本地站、远程站、智能设备站、远程I/O站)(必须要有一个主站)
2:
站号:
(1---64)
3:
占用站的个数:
(1---4)
4:
通讯的波特率
确定好每个站的站信息之后,可以通过CC-LINK模块上的电位器旋扭来选择通讯的波特率和速度,整个系统所有的站保持一至的通讯的波特率。
通讯的波特率和速度以决定整个系统的响应速度。
通讯波特率和速度选择表:
注1:
远程I/O站和远程设备站之间的电缆长度。
注2:
主站和相邻站之间的电缆长度。
站信息里还包括每个站分配的通讯缓冲区和自动更新缓冲区。
在CC-LINK中一个站占用的通讯缓冲区和自动更新缓冲区如下:
传送缓冲区容量:
32位
接收缓冲区容量:
自动更新缓冲区容量:
8个字。
(读写各占4个字)
在CC-LINLK中,系统为每个站根据它们的站号和占有的站数分配了通讯缓冲区和自动更新缓冲区。
不管是那一类的站类型。
分配的均为一样。
即使是远程I/O站,没有字的传送。
系统也为其保留了自动更新缓冲区。
只是在执行程序的时候不去扫描其所占的自动更新缓冲区的地址。
这样以来,扫描周期就短,程序运行就更快。
(具体分配的地址见手册)。
远程输入(E0H----15FH)
远程输出(160H----1DFH)
远程寄存器(1E0H---2DF)(写)
远程寄存器(2E0H---3DF)(读)
本系统中变频器的站号设定必须在变频器输入电源之前进行,通电后不能更改设定。
设定尽可能接照连续的原则来设定站号,不可重复对站号设定,设定时站号开关必须设定在正对开关指定的数字位置。
四:
系统组成:
系统硬件组成如图1所示,主要由下列组件构成;
图1:
系统硬件组成
1、Q02CPU为系统的核心组成,QJ61BT11作为主站。
2、A970GOT-TBA-CH人机界面用于设定和监视频率、启动电机及其它数据的设定和监视。
3、FR-A5NC的A500变频器组一个CC-LINK远程设备站,
图2:
CC-LINK连接图(以三个站为例)
五:
系统控制方式和程序设计:
在本系统中,通过A970GOT-TBA-CH人机界面给定四台变频器的初始运行频率,同时启动四台变频器带动四条传送带做简易的同步控制。
本系统在运行时,每一台变频器受到外部的扰动或来自动系统本自的扰动都是随动变化的。
这样就可能引起控制系统的不稳定。
在本系统中利用CC-LINK现场总线技术通过Q02CPU自动实时刷新读取变频器的运行频率。
通过PLC自动控制程序,实时比较刷新频率和给定频率。
取它们之间的差值做为系统引入扰动的反馈。
从而实时给定每一个台变频器的控制频率。
达到简易的同步控制的稳定效果。
由于该系统控制的精度低,若是要提高整个系统的控制精度可以在每个电机上通过连轴器加一个编码器,采取高速计数的方法,获得电机的实际转速。
通过比较和设定值的差值,取它们之间的差值做为系统反馈。
实时高速控制电机的转速。
本文只讲述变频传动有关的程序设置。
1、CCLINK通信数据表:
(以一号站为例,一号站占有一个站的通信数据)
CCLINK通信数据表
2、变频传动初始化程序。
以上程序CC-LINK模块的I/O地址为AO。
首先检看模块连接是否正常,然后通过MOVHFBD2
命令执行CC-LINK运行模式。
具体的程序设计用户可以查看随模块一起的参考手册。
GOT-A900常见问题及解答
问:
输入的文字无法正常显示的处理?
答:
在画面设计软件中显示为“?
”的文字和符号,在GOT 本体上也不能正常显示。
如果出现像“㈱”显示为“?
”的情况时,请分别输入“(”、“株”、“)”。
GOT上不能显示触摸开关。
请确认触摸开关是否按照以下方法进行了基本设定(按照以下方法设定时,不会显示触摸开关)。
以GTDesigner 软件为例,在“触摸键”对话框的“基本”选项卡中:
⑴“显示切换”设定是否使用了所连接CPU不能使用的软元件?
(例如) 使用 A1SHCPU 时,触摸开关的分配软元件为 M3000时,不会显示触摸开关(由于A1SHCPU的软元件的可用范围为 M0-M2047、M9000-M9255,因此不能使用M3000);
⑵“图形”设定是否为“基本图形”或“自由图形”?
如果设定为“无”,则不也会显示触摸开关。
能否重叠使用多个触摸开关?
不能重叠使用多个触摸开关。
<补充1> 虽然不能重叠使用多个触摸开关,但是可用1个触摸开关进行多个动作(可在“触摸键”对话框的“动作”选项卡中设定多个动作(最多105个))。
<补充2> 可与触摸开关重叠使用的对象为除以下以外的对象(不能与触摸开关重叠使用的对象):
触摸开关、数值输入、ASCⅡ输入。
① 用户是否可以自由使用 GOT 的内部软元件 GD/GB?
② 将 GOT 的电源关闭后再启动时,GOT 内部软元件的内容会怎样?
① 用户可以自由使用 GOT 的内部软元件GD(GOT内部字软元件)/GB(GOT内部位软元件)。
但是,以下几款GOT(A985/A97□/A960GOT)背面的输出端子(OUTPUT)与GB1联动,当使用该外部输出时,则不能使用GB1,故请对此加以注意,除此之外皆可自由使用。
② GOT 的电源关闭后再启动时,GD的值全部变为“0(零)”,GB全部变为“OFF”。
后缀名为 .gtd 的画面数据应该用哪种软件打开?
应该使用 GTDesigner2 软件来打开。
GTDesigner2画面设计软件是针对三菱GOT900系列人机界面产品的最新版作图软件,在前不久该软件刚刚推出了中文版。
它可以兼容此前FX-PCS-DU/WIN软件(仅适用于GOT-F900系列)以及GTDesigner软件(适用于GOT-A900系列和GOT-F900系列)的画面数据。
如何在GTDesigner2中更改触摸开关的触摸有效区域?
单击选中触摸开关,点击鼠标右键,选择“2重焦点模式有效”。
即可更改触摸开关的触摸有效区域。
<
附注 >
在以前的软件(GTDesigner)中,可以通过双击触摸开关的左上角即可调整触摸有效区域。
与A系列PLC进行总线连接时的注意事项。
与A系列PLC进行总线连接时需要安装A9GT-BUSS通讯板,与Q系列PLC进行总线连接时需要安装A9GT-QBUSS通讯板。
与Q系列PLC进行总线连接时的级号和槽号设置是在GOT【实用菜单】-【SETUP】中进行。
而与A系列PLC进行总线连接时的板号和槽号设置则是在A9GT-BUSS通讯板上。
在通讯板上面有板号设置开关(ExtensionNo.Switch)和槽号设置开关(I/OSlotSwitch),可以通过这两个旋钮开关来设置板号和槽号。
CC-Link连接时的梯形图监控功能。
在GOT上安装A8GT-J61BT13 以后会将GOT作为CC-Link网络中的智能设备站(ID),此时可以监视同一CC-Link网络中主站、本地站的梯形图。
但是,安装A8GT-J61BT15会将GOT作为CC-Link网络中的远程设备站(RD),此时不能进行梯形图监控。
使用 CC-Link 所连接的智能设备站(A8GT-J61BT13)时,请问在 GOT 画面设计软件中,对象软元件的设置方法。
通过智能设备站(A8GT-J61BT13)的 GOT,分配主站(可编程控制器 CPU)的软元件到对象时,需将对象的软元件设置从本站设置变更为其他站设置(请参照以下设置例)。
设置例:
监视主站的 D10 时 0-FFD10(本站设置) → 0-0D10(其他站设置) 画面设计软件 GTDesigner、GTDesigner2 都可以对应上述设置。
※ 此外,远程设备站(A8GT-J61BT15)的 GOT,不能分配主站(可编程控制器 CPU)的软元件到对象中。
此时,只能对分配到远程设备站(GOT)中的链接元件(RX、RY、RWw、RWr)进行分配。
具体有关A8GT-J61BT13模块的使用请参考三菱电机自动化网站()“产品介绍”中“应用实例”栏目中的“关于A8GT-J61BT13应用的注意事项”一文。
CPU直接连接和计算机链接连接的速度差异。
计算机链接连接与CPU直接连接相比,其响应速度稍慢。
CPU直接连接为二进制数据交换,而计算机链接连接则是ASCⅡ数据交换,所以计算机链接的数据量稍大。
此外,计算机链接时还需在C24←→CPU之间进行数据传送,需耗费额外的时间。
因此,计算机链接时的速度比CPU直接连接稍慢。
GOT-A900系列的参考值如下所示:
条件指示灯显示为16点监控软元件为连续软元件CPU直接连接0.25秒计算机链接连接0.3秒。
如何设置才能使部件显示仅在ON状态时显示图形,在OFF时不显示?
在部件显示设置中,请将OFF状态时的部件号设置为“0”即可。
作者:
三菱电机自动化(上海)有限公司
三菱变频器在PID功能应用中的补充说明
在制造供/排水设备时选用三菱变频器后常会用到PID功能,技术使用手册中对其已有较详细的说明。
而各人对该功能的理解有所不同,主要体现在:
机型选用、功能选择、方向确定、设定值定义、上/下限作用及PID参数的调整等。
这里从以往的实际应用中作些简单归纳,就算是产品资料的补充,以方便用户能在较短时间内理解并简便完成该功能的调试。
1、问:
哪些三菱变频器具有PID控制功能,它们之间有何区别?
答:
目前所有三菱变频器均有PID(单泵)控制功能,产品系列有:
A500、F500、F500J、F700、V500、E500、S500。
其中F500J、F500和F700为风机水泵专用型产品,而F500和F700(0.75-55kW)还具先进PID控制功能,即有多泵切换功能(最多4台)。
电气原理图和具体操作方法可参阅各产品所对应的使用手册。
2、问:
供测量用的传感器如何选用?
在A500、F500L(55kw以上)、F500J、E500、S500中,只可选用电流型(4-20mA)传感器;
F700中可选用电流(4-20mA)及电压型(0-5V、0-10V)传感器;
在F500(0.75-55kW)中,若采用先进PID控制(多泵切换)功能的话,二种类型的传感器均可选用,区别是电压型传感器的输出接至变频器的1号端子;
而在V500中只能选用电压型传感器。
3、问:
如何使变频器进入PID控制模式?
该过程中的具体操作方法对应各系列产品有所差异:
除E500外,以上其它系列变频器中均可在未使用的输入端子中重新定义一个PID使能端,即该端子接通为PID控制方式,而断开为普通的V/F控制方式,例如:
RL输入端子未作他用时,可设其为X14,即P180=14(用于A500、F500、F700和V500)或P60=14(用于F500J和S500);
而在E500中则通过设定参数P128来确定运行模式,P128=0为普通的V/F控制方式,P128=20或21为PID控制方式。
因此对需要经常进行二种模式切换的场合,建议选用E500以外的产品。
4、问:
在PID控制模式中,有些变频器既有检测信号输入,也有偏差值的输入,该如何区别和使用?
由变频器完成偏差值=设定值-测量值过程时应将测量传感器接于4号端子(A500、F500、F500J、F700、E500和S500);
若该运算过程(虚线框)由变频器以外的专用设备完成(设定值的设置和测量传感器的输入及偏差值运算结果)时,则只需将偏差值输出端接于1号端子(A500、F500和F700)。
另外在V500中,无论测量信号还是偏差信号均接于1号端子,仅以参数内容予以区别。
一般如无特别需要,为简化系统结构,用变频器完成偏差值运算的做法居多。
5、问:
怎样确定PID动作方向,换言之在哪些场合用正动作或反动作?
这是整个调试过程的第一步,是非常关键的,必须根据所处行业的系统要求准确选定。
一般来说,在供水、流量控制、加温时应为反作用,通俗讲,测量值(水压、液体流量、温度)升高时,应减小执行量,反之则应增大执行量。
而在排水、降温时为正作用,测量值(水压、温度)升高时,应增大执行量,反之则应减小执行量。
6、问:
设定值应如何定义,其作用是否与调节电机速度有关?
答:
在该项目中,个别用户容易将其与V/F方式时的速度设定混淆,在PID方式中,它指的是对测量值全范围中确定一个符合现场控制要求的一个数值,并以该数值为目标值,使系统最终稳定在此值的水平上或范围内,并且越接近越好。
例如,在供水系统中所选用传感器的测量范围是0-1Mpa,而需保持0.7MPa的压力,因此0.7Mpa就是设定值,它可用模拟量给定,即在外部操作模式时2、5号端子间施加对应的电压(5V*70%=3.5V);
也可在参数中给定,令P133=70%(仅限于PU和PU/EXT模式下有效)。
当系统未达到设定压力时,电机以上限速度(P1)运行,而达到或超过设定压力时,电机降速或停止运行,所以它与电机运行速度的设定无关。
7、问:
PID参数究竟应如何确定,取什么值为恰当?
因各系统结构特征不同,况且也很难计算出PID准确数值,故而需对变频器中默认的PID参数进行再调整。
为调试简便起见,一般在供排水、流量控制中只需用P、I控制即可,D参数较难确定,它容易和干扰因素混淆,在此类场合也无必要,通常用在温度控制场合。
PI参数中,P是最为重要的,定性的讲,由于P=1/K,所以P越小系统的反应越快,但过小的话会引起振荡而影响系统的稳定,它起到稳定测量值的作用。
而I是为了消除静差,即使测量值接近设定值,原则上不宜过大。
试运行时可于在线条件下边观察测量值的变化边反复调节P、I参数,直至测量值稳定并与设定值接近为止。
8、问:
上/下限的设定究竟有何作用,它对系统的运行有无影响?
该设置并非必需,它仅起到一种提示作用,对系统的运行并无影响,可根据实情决定采用与否。
有些场合中,当测量值低于下限或高于上限时需报警及驱动其他相关设备配合运行,可在测量范围内选定二点作为上/下限值,条件激活时作开关量输出。
9、问:
多泵切换功能中的三种模式有何区别,在制作和使用中有哪些特点?
在F500和F700产品中都具有多泵切换功能(先进PID控制功能,最多4台泵),可分别以三种模式工作:
1)基本方式----固定一台电机由
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- 总线 控制 变频器 实例