變頻器應(yīng)用技術(shù) 課件 4.2.1PLC與變頻器Modbus總線控制系統(tǒng)

4.2.1PLC與變器Modbus總線控制系統(tǒng)

目錄RS-485通信Modbus通信協(xié)議ATV340變頻器的Modbus總線接口TM241CEC24TPLC的Modbus總線接口變頻器與PLCModbus總線接口連接核心概念RS-485通信——RS485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特性的標(biāo)準(zhǔn)，使用該標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)能在遠(yuǎn)距離條件下以及電子噪聲大的環(huán)境下有效傳輸信號(hào)。Modbus串行通信協(xié)議——Modbus串行通信協(xié)議是一種主/從架構(gòu)通信協(xié)議，分為ModbusRTU和ModbusASCII兩種協(xié)議。Modbus串行通信協(xié)議是一種通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)串行通信數(shù)據(jù)鏈路上最多可處理247個(gè)地址，能將不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)從而實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控。RS-485通信基本知識(shí)——RS-485通信

RS-485總線工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由EIA（美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)）于1983年在RS-422工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上制訂并發(fā)布。RS-485工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)具有能夠有效支持多個(gè)分節(jié)點(diǎn)和通信距離遠(yuǎn)，并且對(duì)于信息的接收靈敏度較高等特性。RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了總線接口的電氣特性標(biāo)準(zhǔn)，信號(hào)采用差分傳輸方式，能夠有效減少噪聲信號(hào)的干擾，RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps，極限距離達(dá)1200米左右。工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)中，RS-485總線一般主要用于與外部各種工業(yè)設(shè)備進(jìn)行信息傳輸和數(shù)據(jù)交換。概述基本知識(shí)——RS-485通信

RS485通信硬件協(xié)議中需設(shè)定的串行通信參數(shù)參數(shù)描述波特率傳輸速度（位/秒）奇偶校驗(yàn)用于錯(cuò)誤校驗(yàn)數(shù)據(jù)位用于傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)停止位用于標(biāo)志一個(gè)字符傳送的結(jié)束物理介質(zhì)指定傳輸硬件接口協(xié)議RS485或RS232終端電阻是否使用終端電阻2.Modbus通信協(xié)議基本知識(shí)——Modbus通信協(xié)議

Modbus通信協(xié)議是Modicon公司于1978年開發(fā)的一種通信協(xié)議。Modbus通信協(xié)議具有以下特點(diǎn)：開放：Modbus協(xié)議是一個(gè)完全開放的分級(jí)結(jié)構(gòu)(主從式)異步串行通訊協(xié)議，可使主站對(duì)一個(gè)或多個(gè)智能型從站進(jìn)行訪問，主站和從站之間允許多點(diǎn)連接；標(biāo)準(zhǔn)化：Modbus協(xié)議已經(jīng)成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以互連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控；靈活：支持多種物理層標(biāo)準(zhǔn)，如RS-232、RS-485、以太網(wǎng)等；簡(jiǎn)單：Modbus的幀格式簡(jiǎn)單緊湊，通俗易懂。基本知識(shí)——Modbus通信協(xié)議

Modbus協(xié)議是主-從協(xié)議。在同一時(shí)刻，只有一個(gè)主站和若干個(gè)從站連接于同一串行總線；Modbus通信由主站發(fā)起，從站在沒有收到來自主站的請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)；從站之間互不通信；主站在同一時(shí)刻只會(huì)發(fā)起一個(gè)Modbus事務(wù)處理主站通過廣播（廣播地址0）和查詢（單播）兩種模式對(duì)從站（從站地址1~247）發(fā)送Modbus請(qǐng)求。Modbus主站和從站對(duì)話方式基本知識(shí)——Modbus通信協(xié)議

查詢模式：主站以特定地址訪問某個(gè)從站(發(fā)出請(qǐng)求)，從站接到并處理完請(qǐng)求后返回一個(gè)報(bào)文(應(yīng)答)。從站必須有唯一的地址(1到247)廣播模式：主站向所有的從站發(fā)送請(qǐng)求，從站沒有應(yīng)答返回。廣播請(qǐng)求一般用于寫命令，地址0是專門用于表示廣播數(shù)據(jù)的?；局R(shí)——Modbus通信協(xié)議

Modbus數(shù)據(jù)傳輸方式ASCII模式：傳送ASCII字符，

每個(gè)8位字節(jié)拆成兩個(gè)ASCII字符發(fā)送，效率低；準(zhǔn)許字符的傳輸間隔達(dá)到1s而不產(chǎn)生錯(cuò)誤。RTU模式：傳送16進(jìn)制數(shù)，每個(gè)8位字節(jié)包含兩個(gè)4位的十六進(jìn)制數(shù)，具有較高的數(shù)據(jù)密度，但必須以連續(xù)的數(shù)據(jù)流傳送。注意：在一個(gè)Modbus通信系統(tǒng)中只能選擇一種模式，不允許兩種模式混合使用，可由主設(shè)備來選擇。RTU方式格式：地址

命令

數(shù)據(jù) CRC校驗(yàn)ASCII方式格式：頭碼

地址

命令

數(shù)據(jù)

LRC校驗(yàn)

尾碼3.

ATV340變頻器的Modbus總線接口基本知識(shí)——ATV340變頻器的Modbus總線接口

ATV340變頻器的Modbus總線接口在變頻器正面的控制端口CN7中，該接口采用RJ45硬件接口。 12345678NCNCNCMOD_D1MOD_D0NC10V公共端變頻器CN7接口位置CN7Modbus總線接口管腳排列4.

TM241CEC24TPLC的Modbus總線接口基本知識(shí)——TM241CEC24TPLC的Modbus總線接口

TM241CEC24TPLC的Modbus總線接口位于PLC頂部的RJ45接口中，該接口在PLC面板上標(biāo)識(shí)為“RJ45serial1”，稱為串行線路1。12345678NCNCNCMOD_D1MOD_D0NC5V公共端PLCModbus總線接口位置

PLCModbus總線接口管腳排列5.變頻器與PLCModbus總線接口連接基本知識(shí)——變頻器與PLCModbus總線接口連接

ATV340變頻器CN7通信接口與PLC串行通信接口SL1通過帶屏蔽層的雙絞線進(jìn)行連接。連接后，若通信正常則PLC面板SL1綠色指示燈點(diǎn)亮。

操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

操作準(zhǔn)備ATV340U07N4E變頻器1臺(tái)，VW3A1113型顯示終端1臺(tái)，變頻器主電路已連接完畢，安全停止電路已連接完畢；具有24V輸出的開關(guān)電源1臺(tái)，開關(guān)電源已連接供電電源；M241CEC24TPLC1臺(tái)；網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀1臺(tái)；網(wǎng)絡(luò)線1根，導(dǎo)線若干；安裝ESME編程軟件計(jì)算機(jī)1臺(tái)，計(jì)算機(jī)與PLC的通信電纜已連接完畢。操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

檢查電路檢查電源接線，設(shè)備總電源以及變頻器主電路和開關(guān)電源的空氣開關(guān)應(yīng)位于斷開位置；檢查安全停止電路接線。操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

觀察變頻器并找出Modbus接口CN7；2.

觀察PLC并找出RJ45串行接口SL1；觀察并找出變頻器及PLC的Modbus接口操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

利用網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀測(cè)試網(wǎng)線通斷；2.將測(cè)試好的網(wǎng)絡(luò)線兩端分別插入PLC串行接口SL1和變頻器的Modbus接口CN7；接線操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

配置PLCModbus通信參數(shù)啟動(dòng)ESME編程軟件，新建工程，在新建項(xiàng)目窗口“控制器”選擇框中選擇“TM241CECT”，“SR_Main的語(yǔ)言”選擇“梯形邏輯圖（LD）”；操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

2.在“設(shè)備樹”中，雙擊“Serial_Line_1”打開參數(shù)配置畫面，注意這些參數(shù)必須與ATV340變頻器設(shè)置的通信參數(shù)一致；配置PLCModbus通信參數(shù)操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

3.選中“Serial_Line_1”下的“Machine_Expert_Network_Manager”，右鍵菜單選擇“刪除”；說明：“Machine_Expert_Network_Manager”是ESNE軟件默認(rèn)的施耐德專用協(xié)議，刪除是為了添加Modbus協(xié)議。配置PLCModbus通信參數(shù)操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

4.再次選中“Serial_Line_1”，單擊右側(cè)“+”號(hào)圖標(biāo)，在隨后彈出的窗口中選擇“ModbusManager”，單擊添加設(shè)備；配置PLCModbus通信參數(shù)操作訓(xùn)練——系統(tǒng)連接與配置

5.雙擊“Ser