版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:内蒙古呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:100010
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

基于RS485总线实现远程通讯控制系统的应用

时间:2016-05-03来源: 作者: 点击: 210次

 


宋明学 (山东劳动职业技术学院   250022

【摘要】

  在工业自动化领域常用RS485远距离通讯,来实现各个分站子系统的控制。本文介绍了基于力扬两站PLC之间的RS485通讯以及PLC 与海利普变频器之间RS485通讯,实现远距离电机控制的实现方法。

【关键词】  PLC  变频器  RS485   通讯

引言

在现代工业控制系统中,PLCPLCPLC和变频器的综合应用最为普遍。比较传统的应用一般是使用PLC的输出接点驱动中间继电器控制变频器的启动、停止或是多段速;更为精确一点的一般采用PLCD/A扩展模块连续控制变频器的运行或是多台变频器之间的同步运行。但是对于大规模自动化生产线,一方面PLC、变频器的数目较多,另一方面电机分布的距离不一致,容易受到模拟量信号的波动,使整个系统的工作稳定性和可靠性降低。而使用RS-485通讯控制,仅通过一条通讯电缆连接,就可以完成变频器的启动、停止、频率设定;并且很容易实现多电机之间的同步运行。该系统成本低、信号传输距离远、抗干扰性强。

一、RS-485知识介绍

RS485通讯已经广泛运用到工业网络控制中,单独组网,不会受到其他设备的共用网络的干扰等优点,已成为工业网络控制技术的核心。

RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构。在现场工业控制中,由于485通讯为半双工,只有一对平衡差分信号线,不能同时发送和接受,可以使用485通讯接口和双绞线组成串行网络,构成分布式系统。在同一总线上最多可以挂接32个节点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机,示意图如图1所示。

2、 RS-485的数据最高传输速率为10Mbps

3、RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。

4、RS-485接口的最大传输距离标准值为1200米。

5、一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。

二、RS无协议通讯指令介绍

1、指令格式如图2所示

           2 指令格式

 X1闭合发送数据和接收。

2、与 RS 指令有关的特殊辅助继电器如表1

1 特殊辅助继电器

特殊辅助继电器

作用

M8122

发送请求

M8123

接收完成标志

M8124

载波检测

M8129

超时判定标志

D8129

超时判定时间

3、用RS指令发送和接收数据的过程

发送和接收数据的过程如图3所示

          图3   发送和接收数据的过程

1)通过向特殊数据寄存器D8120 写数据来设置数据的传输格式。如果发送的数据长度是一个变量,需设置新的数据长度。

2)驱动RS指令,RS指令被驱动,PLC被置为等待接收状态。RS指令规定了PLC发送数据的存储区的首地址和字节数,以及接收数据的存储区的首地址和可以接收数据的最大字节数。 RS 指令应总是处于被驱动的状态。

3)在发送请求脉冲驱动下,向指定的发送数据区写入指定数据;并置位发送请求标志M8122 。发送完成后,M8122 被自动复位。

4)当接收完成后,接收完成标志 M8123 被置位。用户程序利用M8123,将接收到的数据存入指定的存储区。若还需要接收数据,需要用户程序将M8123复位。

三、两台力扬可编程序控制器之间的R485远程通讯

PLC编程时要使用数据通讯指令RS;通讯格式是由D8120来设定。RS 指令被驱动后D8120不能被修改;D8121设定PLC的站号,两台PLC的站号不能相同,但通讯格式一定要相同。

1、系统硬件接线图如图4所示。

                两台PLC通讯接线图

2、PLC设置

1)、数据模式设置(M8161

M8161=ON为8位数据处理模式

M8161=OFF为16位数据处理模式

2)、通信参数设置(D8120

PLC中用D8120寄存器存储PLC的通信参数。本方案选通信参数是9600bps,偶校验,7 位数据位,l 位停止位。

2   通讯参数

 

内容

0

1

Bit0

 

 

数据长度

7 bit

8 bit

Bit1

 

奇偶

(00):none (01):odd (11):even

Bit2

Bit3

停止位

1 bit

2 bit

Bit4

传送速率

(bps)

(0011):300, (0100):600

(0101):1200, (0110):2400

(0111):4800, (1000):9600

Bit5

Bit6

Bit7

Bit8

前端1

D8124

Bit9

终端1

D8125

Bit10

Reserved

 

 

Bit11

通讯设备

其它

调制解调器

Bit12

终端2

D8126

Bit13

通讯模式

自定模式

ModBus

Bit14

ModBus Mode

Ascii Mode

RTU Mode

Bit15

Reserved

 

 

 

3)、站号设置(D8121)

PLC中用D8121寄存器存储PLC的站号。

3、程序举例

   用两台PLC通过485通讯,相互控制对方的输出动作。X1是发送信号。 程序中通讯发送缓冲区为D10D12;接收缓冲区为D100D102

11号站程序如图5

                       5   1号站程序

22号站程序如图6

              图6   2号站程序

四、力扬PLC与海利普变频器的RS485远程通讯

1、硬件构成

以力扬系列PLCRS485BD通讯模块及海利普变频器为例,系统硬件接线图如图7所示。

   7   PLC与变频器通讯接线图

PLC 选用力扬EX1N32MT为基本单元,执行用户程序,是系统的核心。通讯适配器选用EX485BD,主要作用是配合PLC 作为通讯使用,完成变频调速器控制信号的远距离发送,用海利普变频器实现电机的正反转、启停控制。

2、PLC的设置

  设置参数同上。

3、海利普变频器的设置

1)、功能参数如表3

3 变频器通讯参数

C012 运行控制选择

2运转指令由通讯口给定)

C013 运行频率选择

0 (C000设定)

C109 通讯地址

1变频器位址)

C110 通讯波特率

1(波特率为9600

C111 通讯资料方式

38N1 FOR RTU

2)、变频器的控制代码与指令代码

控制方式命令如表4

4 控制方式命令

7

6

5

4

3

2

1

0

jogr

jogf

jog

r/f

stop

rev

for

run

                          

5 指令代码与控制方式代码

操作指令

指令代码

控制方式功能代码

读取功能码数据

01

 

功能码设定

02

主频设定K0

加速时间K1

减速时间K2

控制命令

03

正转 K3

反转 H15

停止 K8

3)、变频器发送信息格式

变频器发送信息格式如图8所示,首先要发送控制功能码,控制功能码为3,发送的数据为控制命令,将控制的内容地址写入到要发送数据的第四位,将发送内容的高位写入到第五位,内容低位写入到第六位。

                              发送信息格式

数据设定时,将控制功能码的值设定为2,此时的数据内容为“功能码设定”的内容。

          如: mov  k2  d100   数据设定

               mov  k30  d101  设定频率

               mov  k0  d102   主频设定

注意:通讯方式控制变频器,参数设置只能设定时间参数和频率参数。

4、程序举例

  用PLC实现电动机的正转、反转运行,停车。X1是电机正转信号,X2是电机反转信号,X3是电机停止信号;变频器的控制指令代码是K3、正转代码是K3、反转代码是H15、停止代码是K8,程序如图9所示。

 

               图9   程序

五、结束语

本文主要介绍了PLCPLCPLC与变频器的RS-485通讯功能的编程及应用,提供了用于通讯控制的PLC的程序及变频器的运行控制的方法。

六、参考文献

1、力扬PLC使用说明书

2、海利普变频器HLP-C系列使用手册

 

 

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。