PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯

　　前言

　　在传统的变频控制系统中，变频器的启动/停止由PLC通过开关量输出控制，变频器频率是由PLC通过模拟量输出端口输出0～5(10)V或4～20mA信号控制的，这需要购买PLC比较昂贵的模拟量输出端口模块。变频器出现故障时由PLC读取变频器的故障报警触点，对具体故障原因并不清楚，需操作人员查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道，这在没有专业人员的情况下，对于一个普通的值班人员来说有一定的的难度。随着交流变频控制系统及通讯技术的发展，作者想到可以利用PLC及变频器的串行通讯的方式来实现PLC对变频器的控制。这样既节省了投资，又减少了设计、安装和维护的工作量。

　　一、变频器的选型

　　DANFOSS VLT系列变频调速器对串行通讯技术的支持是世界所公认的。它所支持的串行通讯技术包括标准RS-485 ，及包括PROFIDRIVE 、LONWORKS在内的各种现场总线方式。其中，RS-485通讯方式为用户提供了无需附加任何费用的、最为廉价实用的串行通讯方式。我们只需按照DANFOSS VLT变频器规定的通讯数据结构、控制字和状态字格式发送数据即可实现与VLT变频的通讯。VLT为用户提供了两种控制字和状态字格式标准：即DANFOSS标准的DANFOSS FC协议和PROFIBUS标准的PROFIDRIVE协议。其中FC协议为用户提供了更多的与VLT有关的控制信息和状态信息。在本例中我们选用DANFOSS FC协议。

　　二、PLC的选型

　　西门子工控产品在工控领域应用市场中有较高的占有率，S7-200系列PLC是西门子SIMATIC PLC家族中的成员之一，在西门子工控领域应用中占有重要地位。S7-200系列PLC体积小，软硬件功能强大，系统配置方便，由它组成的系统可以与许多种的现场总线相连接。它一推向市场就在各行各业得到了广泛应用。自由通讯口方式是S7-200 PLC的一个很有特色的功能，它使S7-200 PLC可以由用户自己定义通讯协议。利于自由通讯口方式，在本系统中PLC可以与变频器和方便连接。PLC通过自由通讯口方式与变频器通讯，控制变频器的运行，读取变频器自身的电压、电流、功率、频率和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数，这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性，节省了PLC宝贵的I/O端口，又获的了大量变频器的信息。在本例中，作者将按照DANFOSS FC协议来对S7-200的自由口进行编程。

　　三、VLT串行通讯简介

　　VLT变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验和块传送异或校验方法。每个变频器都配备有一个标准的RS-485通讯端口，使协议可以通过RS-485电气接口来进行传输。PLC为主机，变频器为从机，系统电码的传输由主机控制，主机不断发出某个地址的电码给从机，等待从机的响应。主机最多能带31个从机，在有中继器的情况下，可以增加到126个从机，也就是从机的地址最多可以设定到126。通讯时，每一个字节从一个起始位开始实行传送，然后再传递8个数据位，相应地组成一个字节，每个字节由一个奇偶校验位来验证传送的正确性，然后由一个终止位结束。这样一个字节共由11个位组成。