EL6021 Modbus-RTU Master與安川V1000變頻器通訊

BeckhoffChina技術(shù)文檔文檔內(nèi)容可能隨時(shí)更新如有改動(dòng)，恕不事先通知EL6021EL6021Modbus-RTUMaster與安川V1000變頻器通訊作者：張連業(yè)職務(wù)：華北區(qū)技術(shù)工程師郵箱：ly.zhang@日期：2024-06-18摘要：本例可作為EL6021作為Modbus-RTU主站與安川變頻器通訊編程參考。附件：序號(hào)文件名備注1Modbus_YasKawa.zip配置程序2V1000V1000系列安川變頻器手冊(cè)3歷史版本：免責(zé)聲明：我們已對(duì)本文檔描述的內(nèi)容做測(cè)試。但是差錯(cuò)在所難免，無(wú)法保證絕對(duì)正確并完全滿足您的使用需求。本文檔的內(nèi)容可能隨時(shí)更新，如有改動(dòng)，恕不事先通知，也歡迎您提出改進(jìn)建議。參考信息：第9頁(yè)目錄1. 軟硬件介紹 32. 實(shí)現(xiàn)功能和概述 32.1 EL6021接線與配置 32.2 安川變頻器的接線與配置 43. 程序的配置與編寫 53.1 硬件連接與配置 53.2 程序的配置和說(shuō)明 94. 總結(jié)說(shuō)明 124.1 Modbus報(bào)文 124.2 關(guān)于CRC校驗(yàn) 124.3 功能碼 124.4 協(xié)議使用 12

軟硬件介紹硬件：CX5140-0125（嵌入式PC），EL6021，安川變頻器；軟件：TwinCat024串口調(diào)試助手實(shí)現(xiàn)功能和概述EL6021接線與配置采用485通訊，首先將EL6021上面的1、2短接，5、6短接，然后將EL6021的1、2管腳連接到安川變頻器的R+和R-接線端子上，并且將安川變頻器上R+與S+、R-與S-進(jìn)行短接（電腦安裝好USB轉(zhuǎn)485/422的驅(qū)動(dòng)，并且將USB轉(zhuǎn)485/422口的RXD+和RXD-接線端并接到EL6021的1、2號(hào)引腳上，此操作目的是使用串口調(diào)試助手可以監(jiān)控總線上的數(shù)據(jù)流，也可以使用串口調(diào)試助手向變頻器發(fā)送報(bào)文）。EL6021默認(rèn)的COEONLINE設(shè)置就是485的方式。下圖為RS422、RS485數(shù)據(jù)流指示圖，如采用RS485通訊則短接TxD+、RxD+與TxD-、RxD-，即EL6021模塊上1、2和5、6號(hào)引腳。EL6021上面有8個(gè)管腳，485接線需要將12短接，56短接，默認(rèn)EL6021的波特率和數(shù)據(jù)格式是9600,81n,485的接線方式，如果要修改的話，通過(guò)Coeonline，8000:11為波特率設(shè)置，8000:15是數(shù)據(jù)格式設(shè)置，8000:06和07是485和422的設(shè)置，如果是422接線方式，06設(shè)置為FALSE，07設(shè)置為TRUE。安川變頻器的接線與配置需要將變頻器上R+與S+、R-與S-進(jìn)行短接，并連接至EL6021模塊的1、2號(hào)引腳。提供變頻器380V電源，并將變頻器的終端電阻（變頻器的S2開關(guān)）置為ON。并設(shè)置H5-01（站地址）、H5-02（波特率）、H5-03（通訊校驗(yàn)）H5-05（CE超時(shí)檢出，不啟用為0），設(shè)置B1-01為2（頻率選擇指令1）、B1-02為2（運(yùn)行選擇指令1）。安川變頻器中所講的MemoBus通訊是ModBusRTU演變而來(lái)的屬于安川自己家的一種通訊名字，在使用時(shí)可直接當(dāng)作ModBusRTU進(jìn)行通訊即可。程序的配置與編寫硬件連接與配置將調(diào)試筆記本電腦連接到CX控制器上并進(jìn)行添加路由，在線控制器，進(jìn)行掃描設(shè)備操作。在模塊的coeonline選項(xiàng)卡中的8000參數(shù)里面設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)格式和半雙工。打開Modbus_YasKawa程序，然后點(diǎn)擊Build下面的RebuildSolution，編譯無(wú)誤之后會(huì)出現(xiàn)接口變量。將程序中的輸入輸出變量和實(shí)際EL6021下面的輸入輸出變量鏈接，由于EL6021是作為MODBUS-RTUMaster的，因此需要將StandardInputs和StandardOutpus里面的ModbusMaster.MB_EL6x22B.InData和ModbusMaster.MB_EL6x22B.OutData鏈接到EL6021的COMTxPDO-MapInputs和COMRxPDO-MapOutputs上面。將變量鏈接完成之后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行編譯，編譯無(wú)誤后點(diǎn)擊TwinCAT菜單下面的ActiveConfiguration，或直接點(diǎn)擊快捷按鈕進(jìn)行激活。程序的配置和說(shuō)明點(diǎn)擊項(xiàng)目左側(cè)樹狀圖，依次點(diǎn)擊PLC→POU→Main→ModbusMaster找到程序部分，裝在運(yùn)行程序。根據(jù)變頻器控制字和狀態(tài)字的起始地址，以及每位代表的含義對(duì)變頻器進(jìn)行讀寫操作，通過(guò)寫值函數(shù)（ModbusRtuMaster_KL6x22B.WriteRegs）寫入正確的控制字與頻率等信息便可對(duì)變頻器進(jìn)行啟停等相應(yīng)的操作，也可以通過(guò)讀值函數(shù)（ModbusRtuMaster_KL6x22B.ReadRegs）對(duì)變頻器的狀態(tài)進(jìn)行讀取，包括報(bào)警信息、運(yùn)動(dòng)信息等。根據(jù)下表，變頻器的參數(shù)地址對(duì)應(yīng)，我們可以得到變頻器的狀態(tài)字位于16#0020位置，bit0~bitF分別有對(duì)應(yīng)的含義。使用MB_EL6x22B.ReadRegs功能塊便可進(jìn)行讀操作，其中：UnitID 為讀取變頻器的從站地址；Quantity 為讀取字的數(shù)量，如此例只讀16#0020一個(gè)字則為1；MBAddr 讀取字的起始地址，如此例16#0020；cbLength 為Quantity的2倍，由于ModBus為一個(gè)字節(jié)為單位，故此Quantity*2；pMemoryAddr 讀取回來(lái)數(shù)據(jù)存放的地址單元；Execute 執(zhí)行讀操作；***讀回來(lái)的數(shù)據(jù)按照表中數(shù)據(jù)位進(jìn)行解析即可；根據(jù)下表，變頻器的參數(shù)地址對(duì)應(yīng)，我們可以知道控制字和給定頻率信息位于16#0001和16#0002位置，其中控制字相應(yīng)的位可以知道含義。使用MB_EL6x22B.WriteRegs功能塊便可進(jìn)行寫操作，其中：UnitID 為寫入變頻器的從站地址；Quantity 為寫入字的數(shù)量，如此例要寫16#0001和16#0001兩個(gè)字則為2；MBAddr 寫入字的起始地址，如此例16#0001；cbLength 為Quantity的2倍，由于ModBus為一個(gè)字節(jié)為單位，故此2*Quantity；pMemoryAddr 要寫入數(shù)據(jù)存放的地址單元；Execute 執(zhí)行寫操作；***上述為向1號(hào)地址變頻器寫入20Hz頻率，并啟動(dòng)運(yùn)行；如通訊無(wú)故障，硬件無(wú)故障，變頻器便可以運(yùn)行。觸發(fā)ModbusMaster_KL6x22B[2].ReadRegs可以將所連接的從站數(shù)值讀取出來(lái)，這個(gè)功能塊其中有一個(gè)timeout的數(shù)值必須設(shè)置，如果不設(shè)置的話，那么這個(gè)值為0ms，這樣會(huì)導(dǎo)致readregs功能塊執(zhí)行之后，報(bào)modbuserror_no_reponse的錯(cuò)誤。設(shè)置為300ms就可以正常通信?？偨Y(jié)說(shuō)明Modbus是工業(yè)上常用的通訊協(xié)議，Modbus協(xié)議包括RTU、ASCII、TCP。Modbus報(bào)文先來(lái)簡(jiǎn)單分析一條MODBUS-RTU報(bào)文，例如：010600010017980401 06

0001

0017

9804從機(jī)地址

功能號(hào)

數(shù)據(jù)地址

數(shù)據(jù)

CRC校驗(yàn)這一串?dāng)?shù)據(jù)的意思是：把數(shù)據(jù)0x0017(十進(jìn)制23)寫入1號(hào)從機(jī)地址:，即0x0001數(shù)據(jù)地址。關(guān)于CRC校驗(yàn)意義：例如上面的

9804

是它前面的數(shù)據(jù)（010600010017）通過(guò)一算法（見附錄2，很簡(jiǎn)單的）計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，其實(shí)就像是計(jì)算累加和那樣。（累加和：就是010600010017加起來(lái)的值，然后它的算法就是加法）。作用：在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中可能數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，CRC檢驗(yàn)檢測(cè)接收的數(shù)據(jù)是否正確。比如主機(jī)發(fā)出0106000100179804，那么從機(jī)接收到后要根據(jù)010600010017再計(jì)算CRC校驗(yàn)值，從機(jī)判斷自己計(jì)算出來(lái)的CRC校驗(yàn)是否與接收的CRC校驗(yàn)（9804主機(jī)計(jì)算的）相等，如果不相等那么說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸有錯(cuò)誤這些數(shù)據(jù)不能要。功能碼根據(jù)所需要的功能選擇適當(dāng)?shù)墓δ艽a進(jìn)行通訊。協(xié)議使用對(duì)于每種品牌控制器的ModbusRTU通訊功能塊，其實(shí)就是根據(jù)通訊的規(guī)約編寫的程序塊，對(duì)于總線上所發(fā)送的數(shù)據(jù)是一樣的，對(duì)于總線上的數(shù)據(jù)可以通過(guò)串口調(diào)試助手進(jìn)行監(jiān)控，同樣也可以通過(guò)串口調(diào)試助手進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)下達(dá)指令。這樣測(cè)試人員就可以通過(guò)串口調(diào)試助手對(duì)通訊進(jìn)行測(cè)試，以下對(duì)安川變頻器進(jìn)行串口調(diào)試助手進(jìn)行測(cè)試：讀數(shù)據(jù)，根據(jù)變頻器手冊(cè)給出的測(cè)試信息，在串口調(diào)試助手中進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)；寫數(shù)據(jù)，根據(jù)變頻器手冊(cè)給出的測(cè)試信息，在串口調(diào)試助手中進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收到響應(yīng)數(shù)據(jù)；對(duì)測(cè)試的變頻器進(jìn)行讀寫，得到的響應(yīng)也是手冊(cè)中給出的，這樣說(shuō)明通訊沒(méi)有問(wèn)題，能夠正常使用，這樣情況下就可以通過(guò)程序功能塊進(jìn)行測(cè)試。

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