利用RS-485控制电动机变频运行实训

1.实训任务

设计一个通过RS-485通信控制单台电动机变频运行的控制系统，并在实训室完成调试。

（1）控制要求

1）利用变频器的指令代码表进行PLC与变频器的通信。

2）使用PLC输入信号，通过PLC的RS-485总线控制变频器正转、反转、停止。

3）使用PLC输入信号，通过PLC的RS-485总线在运行中直接修改变频器的运行频率。

4）使用触摸屏，通过PLC的RS-485总线实现上述功能。

（2）实训目的

1）掌握RS指令的使用方法。

2）掌握PLC与变频器的RS-485通信的数据传输格式。

3）掌握PLC与变频器的RS-485通信的通信设置。

4）掌握PLC与变频器的RS-485通信的有关参数的确定。

5）会利用PLC与变频器的RS-485通信解决简单的实际工程问题。

2.实训步骤

（1）设计思路

系统采用PLC与变频器的RS-485通信方式进行控制，因此，变频器通信参数的设置和PLC与变频器通信程序的设计是问题的关键。

1）数据传输格式。PLC与变频器的RS-485通信就是在PLC与变频器之间进行数据的传输，只是传输的数据必须以ASCⅡ码的形式表示。一般按照通信请求→站号→指令代码→数据内容→校验码的格式进行传输，即格式A或A′；校验码是求站号、指令代码、数据内容的ASCⅡ码的总和，然后取其低2位的ASCⅡ码。如求站号（00H）、指令代码（FAH）、数据内容（02H）的校验码，首先将待传输的数据变为ASCⅡ码，站号（30H30H）、指令代码（46H41H）、数据内容（30H32H），其次求待传输数据ASCⅡ码的总和（149H），最后求低2位（49H）的ASCⅡ码（34H39H）即为校验码。

2）通信格式设置。通信格式设置是通过特殊数据寄存器D8120来设置的，根据控制要求，其通信格式设置如下：

① 设数据长度为8位，即D8120的b0=1；

② 奇偶性设为偶数，即D8120的b1=1，b2=1；

③ 停止位设为2位，即D8120的b3=1；

④ 通信速率设为19200bit/s，即D8120的b4=b7=1，b5=b6=0；

⑤ D8120的其他各位均设为0（请参考表8-8）。

因此，通信格式设置为D8120=9FH。

3）变频器参数设置。根据上述的通信设置，变频器必须设置如下参数：

① 操作模式选择（PU运行）Pr.79=1；

② 站号设定Pr.117=0（设定范围为0～31号站，共32个站）；

③ 通信速率Pr.118=192（即19200bit/s，要与PLC的通信速率相一致）；

④ 数据长度及停止位长Pr.119=1（即数据长为8位，停止位长为2位，要与PLC的设置相一致）；

⑤ 奇偶性设定Pr.120=2（即偶数，要与PLC的设置相一致）；

⑥ 通信再试次数Pr.121=1（数据接收错误后允许再试的次数，设定范围为0～10，9999）；

⑦ 通信校验时间间隔Pr.122=9999（即无通信时，不报警，设定范围为0，0.1～999.8s，9999）；

⑧ 等待时间设定Pr.123=20（设定数据传输到变频器的响应时间，设定范围为0～150ms，9999）；

⑨ 换行/回车有无选择Pr.124=0（即无换行/回车）；

⑩ 其他参数按出厂值设置。

注意：变频器参数设置完后或改变与通信有关的参数后，变频器都必须停机复位，否则，无法运行。

（2）软元件分配

1）PLC的I/O分配：X3——手动加速，X4——手动减速；Y0——正转指示，Y1——反转指示，Y2——停止指示。

2）触摸屏元件分配：M10——正转按钮，M11——反转按钮，M12——停止按钮，M3——手动加速，M4——手动减速。

（3）触摸屏画面制作(www.xing528.com)

按图8-49所示制作触摸屏画面。

图8-49 触摸屏画面

（4）程序设计

根据PLC的输入输出分配及程序设计思路，PLC的控制程序如图8-50所示。

图8-50 控制程序

图8-50 控制程序（续）

（5）系统接线图

根据系统控制要求，系统接线如图8-51所示。

图8-51 系统接线图

（6）实训器材

根据控制任务、控制程序及系统接线图，完成本实训需要配备如下器材：

1）PLC应用技术综合实训装置1台。

2）变频器模块1个。

3）FX_2N-485-BD通信板1块（配通信线若干）。

4）触摸屏模块1个。

5）三相电动机1台。

6）计算机1台。

7）指示灯、开关按钮板模块各1个。

8）电工常用工具1套。

9）连接导线若干。

（7）系统调试

1）设定参数，按上述变频器的参数值设定变频器的参数。

2）输入程序，将设计的程序正确输入PLC中。

3）触摸屏与PLC的通信调试，将制作好的触摸屏画面传送给触摸屏，并将触摸屏与PLC连接好，通过操作PLC输入信号或触摸屏上的触摸键，观察触摸屏指示和PLC输出指示灯的变化是否符合要求，否则，检查并修改触摸屏画面或PLC程序，直至指示正确。

4）空载调试，按图8-51b正确连接好RS-485的通信线（变频器不接电动机），进行PLC、变频器的空载调试。观察变频器的操作面板和PLC的输出指示灯的状态是否符合要求，否则，检查系统接线、变频器参数、PLC程序及触摸屏画面，直至按要求指示。

5）系统调试，按要求正确连接好全部设备，进行系统调试，观察电动机能否按控制要求运行，否则，检查系统接线、变频器参数、PLC程序及触摸屏画面，直至电动机按控制要求运行。

3.实训报告

（1）实训总结

1）描述电动机的运行情况，总结操作要领。

2）试说明PLC的通信格式特殊数据寄存器D8120=H9F的依据。

3）请写出本实训程序中校验码的计算过程。

（2）实训思考

1）查阅相关资料，看看本实训中的RS-485的接线是全双工还是半双工？两种方式有何异同？

2）如果参数单元Pr.123设置为“9999”，程序应该如何修改。

3）设计一个循环正反转的控制程序，要求正转3s（40Hz），暂停5s，反转4s（30Hz），暂停6s，循环次数为3次，要求用RS-485通信控制变频器运行。