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施耐德电气Twido与ATV31的Modbus通讯方法

供稿:中国工控网 2016/5/31 16:18:21

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  • 关键词: PLC 变频器 Twido ATV31 Modbus通讯
  • 摘要:在一些设计理念比较新的设备中,PLC对变频器的控制使用的是通讯或总线的方式,相对于传统的控制方式,它所带来的好处是在不增加成本甚至是降低了成本的情况下,发挥出变频器的更多的功能,使设备本身的功能得到提升,例如,可以使PLC通过通讯的方式得到变频器的运行状态(报警及报警的细节、电机的工作电流等)。本文以施耐德电气的TWIDO系列PLC与其ATV31系列变频器为例,说明实现PLC中使用通讯的方式对变频器的控制方法。

1.概述
  在国内的控制系统中,PLC对变频器的控制主要还是采用PLC离散量输出点或模拟量输出点的方式。使用这两种方式对变频器的控制功能比较粗放,并且由于功能与成本的制约关系,不太可能实现一些复杂的功能。
  目前,在一些设计理念比较新的设备中,PLC对变频器的控制使用的是通讯或总线的方式,相对于传统的控制方式,它所带来的好处是在不增加成本甚至是降低了成本的情况下,发挥出变频器的更多的功能,使设备本身的功能得到提升,例如,可以使PLC通过通讯的方式得到变频器的运行状态(报警及报警的细节、电机的工作电流等)。
  本文以施耐德电气的TWIDO系列PLC与其ATV31系列变频器为例,说明实现PLC中使用通讯的方式对变频器的控制方法。
  TWIDO是施耐德电气公司的一个功能强大的PLC产品,在其内部集成有Modbus通讯协议,在其ATV31的变频器中同样集成有Modbus通讯协议,这样,在控制系统不需要增加模拟量输出或额外的离散量输出点的情况下,借助这两款产品内置的Modbus就能实现比传统方式更加灵活的控制功能。使用Modbus通讯时会用到的两个常用的Modbus命令。

完成TWIDO对ATV31的控制功能只需借助以上两条通讯指令,关于更多的通讯细节可以参考施耐德电气的《ATV31通讯变量使用手册》。
2.对ATV31和TWIDO的设置
对ATV31的简单设置如下:

同样,需要对TWIDO的通讯端口进行设置:

在ATV31中几个参与控制的命令寄存器与状态寄存器为:

其中,8501与8502为可读写的控制寄存器,8501可以根据PLC上写入的命令字,实现ATV31的状态切换;8502的值为通过总路线给出的变频运行频率(需要将访此值乘以0.1)。3201与3202为只读的状态寄存器,3201反映ATV31的当前状态;3202为电机的实际频率。根据从ATV31的状态寄存器3201(ETA)中读出的内容,需要在TWIDO中依照ATV31的下面的控制流程对它发送一系列指令:

由上面的ATV31的状态流程图可以看到,在变频器的ETA寄存器的内容为16#0021或16#0023时,已经可以对它发送运行及正反转的控制指令。

3.TWIDO程序设计
填写读ATV31的状态寄存器(ETA及电机的实际输出频率)的数据区:

填写写ATV31的命令寄存器(CMD及变频器频率)的数据区:

根据ETA的值得到ATV31的当前状态:

控制ATV31运行、正反转及停止的命令:

ATV31的输出频率:

最后,将通讯数据的内容发送出去:

以上的设置及程序可以完成TWIDO对ATV31的启停及正反转控制,如果想要完成更加复杂的控制功能,只要添加部分程序就可以了,不需要在硬件上增加模块线缆等。
4.ATV31与TWIDO的通讯模块的接线

PLC与变频器的通讯容易受到变频器的干扰,所以在安装通讯电缆时要使用屏蔽电缆,ATV31上的接线就按照其安装手册上的EMC要求完成,TWIDO电源侧的接地线与ATV31接地线就分开,如没有条件时,可以将TWIDO的接地线断开。


审核编辑(王静)
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