Modbus技术在变频调速系统上的应用

　　1 引言

　　预缩机是印染行业中织物后整理的最后一道工序，它是将织物经过机械物理预缩(橡胶毯)的方法，使其预缩率降低，手感改善。基本配置由四个单元组成：给湿单元、橡胶毯预缩单元、呢毯整理单元和出布单元。给湿单元完成预缩前的给湿准备，以使织物拥有一定的含湿量，便于织物预缩。其拖动部分为一只糙皮辊。由一个2.2kw电机拖动。橡胶毯预缩单元是本机的核心，主要是通过橡胶毯挤压以使织物经向产生收缩。挤压由一个φ616mm的辊筒和另一个辊筒的相对运动完成，拖动由一个15kw的电机完成。呢毯整理单元主要用以烘干织物和改善手感，由一个3kw的电机拖动一个φ2000mm的大滚筒完成。出布单元由一个1.5kw的电机拖动摆布斗完成。

　　其工艺流程：进布单元→橡胶毯预缩单元→呢毯整理单元→落布单元。

　　2 系统配置方案

　　在本方案中，触摸屏采用日本proface公司生产的gp系列，plc采用西门子公司s7-226系列，变频器采用丹佛斯vlt2900系列，由于该系列变频器内已经内置了rs485接口且支持modbus协议，故这使该系统性价比非常高。s7-226系列的cpu内置了两个通信口，这两个通信口都为rs485接口，均可在三种方式下工作，即ppi方式、mpi方式及自由通信口方式。ppi是point-to-point的缩写，即点对点方式，是西门子公司专为s7-200系列开发的一个通信协议，在本案中，笔者可把其中的一个通信口设置为该方式，用以连接hmi，进而做人机交换信息用。而第二个通信口我们把它设置成自由口通信方式。自由口通信方式是s7-200系列非常有特色的功能。在该方式下，依据和他通信的其他设备的公开的通信协议来编程s7-200的通信。笔者在本方案中用它连接变频器以实现它们之间的相互通信。相关系统框图如图1所示(基于本文阐述的重点，其它的如变频器和电机组成的自反馈系统不再画出和赘述)。

　　3 自由口通信和modbus协议

　　自由口通信和modbus协议在s7-226和丹佛斯vlt2900系列变频器的应用过程如下：

　　3.1通讯协议及其在plc和变频器上的基本设置

　　既然双方控制器要建立通信，它们必将共同遵循一定的规约，这即称之为协议。本系统中，plc建立的通讯规约将依从于变频器的规约，即modbus协议，这是因为s7-200支持自由口通信模式。

　　(1)自由口通信模式

　　cpu串行通信口可由用户程序控制，这种操作模式称作自由口通信模式。在该模式下，用户程序可以使用接受中断、发送中断、发送指令(xmt)和接受指令(rcv)来进行通信操作。利用该模式，plc可以和任意第三方串口进行通信。smb30(用于端口0)和smb130(用于端口1)用于选择波特率、奇偶校验、数据位数和通信协议。