1、S7-200 如何通过 MODBUS 协议与变频器通讯摘 要本文就西门子 S7-200 PLC 如何通过 MODBUS 协议与变频器之间实现通信，结合西门子 STEP7 编程方法和变频器内部参数设置，以CPU226 PLC 和 ACS510 变频器配置为例，实现上述功能。关键词：变频器 MODBU1 一、 引言 2二、 MODBUS 通信协议 21. MODBUS 通信协议介绍 .22. MODBUS 的 RTU 通信方式 .2三、 控制系统的的硬件设计 31. 硬件总体框架 32. 变频器 33. PLC3四、 变频器参数及 PLC 程序 41. 变频器参数设置 42. PLC 程序 53.
2、 S7-200 PLC 和其它品牌变频器的通讯 .9五、 结束语 11参考文献 .122 一、 引言随着电子工业的飞速发展，变频器在调速和节能方面的使用已非常广泛。然而为了生产的需要，我们有时需要把不同厂商不同种类的设备整合在一个系统内运行，设备之间的通讯兼容问题就变得日益突出。由于 Modbus 标准开放，支持多种电气接口，帧格式简单、紧凑等一些特点，使用越来越广泛。利用 Modbus 通讯协议监控变频器可以减少设备中 PLC 模拟量模块用量，节省设备成本，增加系统可靠性。本文以西门子 S7-200PLC 与 ABB ACS510 变频器为例，浅谈PLC 利用 MODBUS RTU 通讯协议
3、监控变频器，以供参考。由于水平有限，不足之处，请多多指正。二、 MODBUS 通信协议1. MODBUS 通信协议介绍在目前的工业领域中，各个设备供应商基本都推出了自己的专用协议，但是为了兼容，几乎所有的设备都支持 MODBUS 通信协议。MODBUS 协议是美国 MODICON（莫迪康）公司首先推出的基于 RS485总线的通信协议，其物理层为 RS232/RS422/RS485 接口标准。MODBUS 通信协议是一种主从式串行异步半双工通信协议。采用主从式通信结构，可使一个主站对多个从站进行双向通信，主站可单独和从站通信，也可以广播式和所有从站通信。2. MODBUS 的 RTU 通信方式M
4、ODBUS 通信协议提供了 ASCII 和 RTU 两种通信方式。由于 RTU的通信速度比 ASCII 码要快，变频器和 PLC 等产品支持的多为MODBUS RTU 格式，所以本文皆是以 MODBUS RTU 格式为例。3 RTU 通信格式规定如下：1 个起始位；8 个数据位；1 个校验位（奇、偶）或者无校验位；1 个停止位（有校验时）或者 2 个停止位（无校验时） 。RTU 数据格式：没有帧头和帧尾，两个信息帧之间至少间隔35 个字符的时间间隔。每个信息帧依次由地址码、功能码、数据区、校验码组成。三、 控制系统的的硬件设计1. 硬件总体框架本文是基于“PLC+变频器+触摸屏”的控制思想，通
5、过 PLC 来实时监控与改变变频器的频率，从而控制交流异步电动机的速度。2. 变频器随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，为交流变频调速提供了成熟的技术条件并得到迅猛的发展。变频器主要由整流（交流变直流） 、滤波、逆变（直流变交流） 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。靠内部 IGBT 的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。可以说交流变频器是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变） 、又要处理信息的收集、变换和传
6、输，因此它也可以简单分成功率和控制两大部分。3. PLC4 本文以西门子 S7-200 CPU226 为例。该 PLC 本体集成 2 个 RS-485 接口,Port0 的 3 和 8 连接 ACS510 变频器的 29 和 30(如图一)。调用 Modbus 协议库可以很方便的编制程序。图一四、 变频器参数及 PLC 程序1. 变频器参数设置a) ACS510 变频器相关参数相关参数 机能说明9802=1 Modbus 协议5302=1 站号5303=9.6kbit/s 波特率5304=1 校验方式 8N15305=0 ABB 传动简装版1001=10 启停和方向信号来自现场总线控制字100
7、3=3 方向可以通过命令切换5 1102=0 选择外部给定 11103=8 外部给定 1 来自串行通讯2007=-50HZ 最小频率b) 控制变频器 初始化变频器：Modbus 寄存器 40001 中写入 0476 H； 启动电机：Modbus 寄存器 40001 中写入 047F H； 停止电机：Modbus 寄存器 40001 中写入 0477 H； 正转电机：Modbus 寄存器 40002 中写入 020000； 反转电机：Modbus 寄存器 40002 中写入 0-20000； 故障复位：Modbus 寄存器 40001 中写入 04F6 H；注：变频器的型号品牌不同，参数也不同，
8、但都大同小异，具体参考各变频器的手册。2. PLC 程序6 7 8 9 3. S7-200 PLC 和其它品牌变频器的通讯变频器的型号品牌不一样，接线方式、通讯参数、控制字、状态字的地址，写入的数据也不一样。比如台达 B 系列变频器的控制字10 地址是 2000H，写入 12H(十进制数 18)是正向启动，22H(十进制数34)是反向启动，2001H 为频率命令。具体请参考各变频器用户手册。台达 VFD-B 系列变频器通讯相关参数请注意：电源 EV 端仅供变频器內部通讯模块及外接 keypad 之电源使用，请勿移作他用，以免造成变频器故障或毀损。若用于 RS485 通訊功能，則只需连接到 SG
9、+于 SG-接脚。11 PLC 品牌不同，编程也有一定区别。但都大同小异，相对来说S7-200 因为有现成的 Modbus 协议库，编程变得更简单。五、 结束语随着电力电力技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，未来设备将会越来越智能化、网络化、数字化、高效化，需要更为专业的人员维护，传统电工已经不能满足现代企业的需求。只有通过不断进步才能跟上时代的步伐，才能为企业的生产发挥更大的作用，推动我国的经济不断前进。12 参考文献1李金城.PLC 模拟量与通信控制应用实践M.北京:电子工业出版社，2010.10。2北京 ABB 电气传动系统有限公司,ACS510-01 变频器 用户手册M.2010.8。3中达电通股份有限公司,VFD-B 变频器 使用手册M。
