V80系列PLC與變頻器的通信案例
一、引言
在各種機(jī)械設(shè)置上姻蚓，PLC與變頻器的應(yīng)用可謂無處不在宋梧。常見的用法是使用模擬量模塊（一般是電壓）來對變頻器進(jìn)行控制。這種方法的主要的缺點(diǎn)是成本高狰挡，并且容易受干擾（電壓方式）捂龄，控制精度也很難作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免這個(gè)問題加叁。但是倦沧，一般PLC的通信編程是一件很不容易的事。本文介紹了V80系列PLC與變頻器的通信方法它匕。
二展融、V80 PLC介紹
V80系列PLC是深圳德維森科技有限公司開發(fā)的一款通用型高性價(jià)比的小型可編程控制器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片,相對于一般的小型PLC豫柬，在通信應(yīng)用方面具有以下特點(diǎn)：
1告希、本機(jī)自帶雙串口，其中一個(gè)是232編程口烧给，工作于MODBUS從模式燕偶，一般只用于編程和連接人機(jī)設(shè)備。另一個(gè)口為485接口抱典，除了具有串口1所具有的功能外衔耕，還能工作于MODBUS主模式、自由通信模式绵另，具有強(qiáng)大的通信功能悬鲜。與一般的PLC相比，它不需要額外購買連接電纜和通信組件姨莽。
2厉源、具有48K的程序空間，9000個(gè)中間接點(diǎn)仲侈，9999個(gè)內(nèi)部寄存器豆蝠，加上極其強(qiáng)大的應(yīng)用指令，能夠方便地編寫很復(fù)雜的程序秆惑，甚至是復(fù)雜的通信協(xié)議赛羡。
3衍止、V80 PLC的默認(rèn)通信協(xié)議就是MODBUS從協(xié)議(RTU)，甚至內(nèi)部變量的編址方式也是按照協(xié)議進(jìn)行的词祝，所以在MODBUS通信的應(yīng)用性上具有無可比擬的優(yōu)勢园担。對于不支持MODBUS協(xié)議的設(shè)備，則可以通過自由通信方式編寫枯夜。
三弯汰、與兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議的變頻通信
對于采用MODBUS RTU從協(xié)議的設(shè)備，可以把V80PLC的串口2設(shè)置成MODBUS主的方式與其進(jìn)行直接互連湖雹。下面以東元7200MA變頻器為例咏闪，下面是引用其說明書上的一段文字：
東元7200MA變頻器采用了MODBUS RTU從協(xié)議，它的通信數(shù)據(jù)格式描述如下：
在MODBUS RTU 模式的通訊協(xié)議中摔吏，一個(gè)信息(Message)乃由4 個(gè)部份組成：Slave 地址鸽嫂、功能碼、數(shù)據(jù)及CRC-16數(shù)據(jù)校驗(yàn)舔腾，并依序送出溪胶。每一個(gè)信息的開始與結(jié)束，皆以3.5個(gè)字符(Character)的間隔時(shí)間來做識(shí)別稳诚。
對于V80系列PLC哗脖，上面的信息只是證明了它采用了部分MODBUS從協(xié)議（只支持03、10H這兩種命令扳还，也就是讀寫寄存器4XXXX命令）才避，是可以與V80直接連接的，而具體的細(xì)節(jié)就不需要關(guān)心了掰废，因?yàn)閂80_PLC的M_BUS指令已經(jīng)封裝了這些數(shù)據(jù)過程棕优。我們只關(guān)心如下參數(shù)：
1、讀寫類型及設(shè)備地址敢添。
2佣虑、目標(biāo)設(shè)備的寄存器（線圈）號，本地存放數(shù)據(jù)的寄存器（線圈）號季训，信息長度弧定。
3、通信間隔肝庸，也就是多久通信一次锡跺。
4、一些通信參數(shù)吓死，如波特率渴甜、奇偶校驗(yàn)位、通信超時(shí)時(shí)間等
根據(jù)這幾項(xiàng)參數(shù)普晌，用以下程序就可以實(shí)現(xiàn)與東元變頻器的通信了顶猜。
假設(shè)東元變頻器上的設(shè)備地址為1沧奴，上圖的程序完成了這樣一種功能：把PLC內(nèi)部41100~41115變量的內(nèi)容，寫到東元變頻器寄存器區(qū)域偏移為00~015的連續(xù)16個(gè)寄存器里去驶兜，中間繼電器01000每次從0變?yōu)?扼仲，雙方通信一次。當(dāng)然在之前要對PLC進(jìn)行一下參數(shù)設(shè)置抄淑，具體可參見V80PLC的軟件手冊。
四驰后、與其它協(xié)議的變頻器通信
對于不兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議的變頻器肆资，可以采用自由通信功能塊實(shí)現(xiàn)。相對于M_BUS指令灶芝，自由通信的編程難度要大得多郑原，但也靈活得多，大體上跟一些高級語言（如C語言）的編程思路差不多夜涕。用戶最好具有一定的通信編程的經(jīng)驗(yàn)犯犁，并需要先準(zhǔn)備好一些調(diào)試工具，如232->485轉(zhuǎn)換器女器、串口監(jiān)控軟件等口迟，因?yàn)橛绊懲ㄐ诺囊蛩靥啵幸恍┖玫恼{(diào)試工具往往可以收到事倍工半的效果巨脚。
下面以正弦SINE003系列變頻器為例保蒲，說明V80PLC的自由通信協(xié)議編程方法。
正弦SINE003系列變頻器的通信格式如下：
異或校驗(yàn)
數(shù)據(jù)含義：數(shù)據(jù)幀從機(jī)地址至數(shù)據(jù)信息的異或結(jié)果敢弟。既第 2字節(jié)與第3字節(jié)異或的結(jié)果贼卿，再與第4字節(jié)異或，以此類推至第13字節(jié)捅振。
數(shù)據(jù)類型：16進(jìn)制彬率，單字節(jié)。
發(fā)送方式：將校驗(yàn)和字節(jié)的高 4位和低4位拆分并轉(zhuǎn)換為ASCII碼怯糠，先高后低發(fā)送署隔。
結(jié)果處理：當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果小于等于 1FH，則校驗(yàn)結(jié)果加20H壕归。
它使用了ASCII碼來表示傳輸內(nèi)容群娃，用STX（02H）、ETX（03H）作為開始和結(jié)束標(biāo)志癞季，也是一種比較典型的通信協(xié)議劫瞳。使用前首先要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼，V80PLC提供了ASCBIN及BINASC指令绷柒，來完成 “0~H”這十六個(gè)ASCII數(shù)字與十六進(jìn)制碼的互換志于。
當(dāng)發(fā)送脈沖產(chǎn)生時(shí)涮因，各數(shù)據(jù)被換成ASC碼并存放在發(fā)送緩沖區(qū)中，每個(gè)二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換后占二個(gè)字伺绽。
SINE003采用異或校驗(yàn)养泡，只針對ASC碼部分，這部分程序如下：
實(shí)際上還有幾個(gè)字節(jié)的異或指令沒列出來奈应，然后對異或結(jié)果進(jìn)行判斷澜掩，小于1FH則加20H，之后可以用字組拆分指令“PACK”把它拆成兩個(gè)字節(jié)杖挣，按先高后低填到發(fā)送區(qū)肩榕，這部分比較簡單，不再單獨(dú)列出惩妇，下面是發(fā)送和接收程序株汉。
發(fā)送程序比較簡單，只需填一個(gè)發(fā)送長度即可撤掀，而接收的情況則要復(fù)雜一點(diǎn)（圖里沒有體現(xiàn)出來）狱槽。在發(fā)送的同時(shí)就打開接收，使能開始字符和結(jié)束字符（通過設(shè)置控制位拂谆，這里沒畫出來）屿帕，并把開始字符和結(jié)束字符填好，還有一些超時(shí)時(shí)間之類的設(shè)置（有興趣的可以參見V80PLC的軟件手冊）西练，這樣當(dāng)接收到“02H”就認(rèn)為是一幀的開始东六，接收到“03H”就認(rèn)為是一幀的結(jié)束，當(dāng)然也可以結(jié)合其它條件然板，如字符超時(shí)等待讲，各種狀態(tài)都可以在狀態(tài)位里體現(xiàn)。
接收到完整的一幀后秃标，狀態(tài)位里會(huì)有指示殃烤，然后把接收回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并重新轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制篡话，就可以進(jìn)行各種處理了情誊。
五、結(jié)束語
采用V80系列PLC與變頻器通信的方案镰矿，可以大大地節(jié)省成本琐驴，并帶來更高的可靠性。
德維森科技（深圳）有限公司
TECHWAYSON TECHNOLOGY CO.,LTD.
深圳市南山區(qū)高新區(qū)高新南七道德維森大廈七樓
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在各種機(jī)械設(shè)置上姻蚓，PLC與變頻器的應(yīng)用可謂無處不在宋梧。常見的用法是使用模擬量模塊（一般是電壓）來對變頻器進(jìn)行控制。這種方法的主要的缺點(diǎn)是成本高狰挡，并且容易受干擾（電壓方式）捂龄，控制精度也很難作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免這個(gè)問題加叁。但是倦沧，一般PLC的通信編程是一件很不容易的事。本文介紹了V80系列PLC與變頻器的通信方法它匕。
二展融、V80 PLC介紹
V80系列PLC是深圳德維森科技有限公司開發(fā)的一款通用型高性價(jià)比的小型可編程控制器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片,相對于一般的小型PLC豫柬，在通信應(yīng)用方面具有以下特點(diǎn)：
1告希、本機(jī)自帶雙串口，其中一個(gè)是232編程口烧给，工作于MODBUS從模式燕偶，一般只用于編程和連接人機(jī)設(shè)備。另一個(gè)口為485接口抱典，除了具有串口1所具有的功能外衔耕，還能工作于MODBUS主模式、自由通信模式绵另，具有強(qiáng)大的通信功能悬鲜。與一般的PLC相比，它不需要額外購買連接電纜和通信組件姨莽。
2厉源、具有48K的程序空間，9000個(gè)中間接點(diǎn)仲侈，9999個(gè)內(nèi)部寄存器豆蝠，加上極其強(qiáng)大的應(yīng)用指令，能夠方便地編寫很復(fù)雜的程序秆惑，甚至是復(fù)雜的通信協(xié)議赛羡。
3衍止、V80 PLC的默認(rèn)通信協(xié)議就是MODBUS從協(xié)議(RTU)，甚至內(nèi)部變量的編址方式也是按照協(xié)議進(jìn)行的词祝，所以在MODBUS通信的應(yīng)用性上具有無可比擬的優(yōu)勢园担。對于不支持MODBUS協(xié)議的設(shè)備，則可以通過自由通信方式編寫枯夜。
三弯汰、與兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議的變頻通信
對于采用MODBUS RTU從協(xié)議的設(shè)備，可以把V80PLC的串口2設(shè)置成MODBUS主的方式與其進(jìn)行直接互連湖雹。下面以東元7200MA變頻器為例咏闪，下面是引用其說明書上的一段文字：
東元7200MA變頻器采用了MODBUS RTU從協(xié)議，它的通信數(shù)據(jù)格式描述如下：
在MODBUS RTU 模式的通訊協(xié)議中摔吏，一個(gè)信息(Message)乃由4 個(gè)部份組成：Slave 地址鸽嫂、功能碼、數(shù)據(jù)及CRC-16數(shù)據(jù)校驗(yàn)舔腾，并依序送出溪胶。每一個(gè)信息的開始與結(jié)束，皆以3.5個(gè)字符(Character)的間隔時(shí)間來做識(shí)別稳诚。
對于V80系列PLC哗脖，上面的信息只是證明了它采用了部分MODBUS從協(xié)議（只支持03、10H這兩種命令扳还，也就是讀寫寄存器4XXXX命令）才避，是可以與V80直接連接的，而具體的細(xì)節(jié)就不需要關(guān)心了掰废，因?yàn)閂80_PLC的M_BUS指令已經(jīng)封裝了這些數(shù)據(jù)過程棕优。我們只關(guān)心如下參數(shù)：
1、讀寫類型及設(shè)備地址敢添。
2佣虑、目標(biāo)設(shè)備的寄存器（線圈）號，本地存放數(shù)據(jù)的寄存器（線圈）號季训，信息長度弧定。
3、通信間隔肝庸，也就是多久通信一次锡跺。
4、一些通信參數(shù)吓死，如波特率渴甜、奇偶校驗(yàn)位、通信超時(shí)時(shí)間等
根據(jù)這幾項(xiàng)參數(shù)普晌，用以下程序就可以實(shí)現(xiàn)與東元變頻器的通信了顶猜。
假設(shè)東元變頻器上的設(shè)備地址為1沧奴，上圖的程序完成了這樣一種功能：把PLC內(nèi)部41100~41115變量的內(nèi)容，寫到東元變頻器寄存器區(qū)域偏移為00~015的連續(xù)16個(gè)寄存器里去驶兜，中間繼電器01000每次從0變?yōu)?扼仲，雙方通信一次。當(dāng)然在之前要對PLC進(jìn)行一下參數(shù)設(shè)置抄淑，具體可參見V80PLC的軟件手冊。
四驰后、與其它協(xié)議的變頻器通信
對于不兼容標(biāo)準(zhǔn)MODBUS RTU協(xié)議的變頻器肆资，可以采用自由通信功能塊實(shí)現(xiàn)。相對于M_BUS指令灶芝，自由通信的編程難度要大得多郑原，但也靈活得多，大體上跟一些高級語言（如C語言）的編程思路差不多夜涕。用戶最好具有一定的通信編程的經(jīng)驗(yàn)犯犁，并需要先準(zhǔn)備好一些調(diào)試工具，如232->485轉(zhuǎn)換器女器、串口監(jiān)控軟件等口迟，因?yàn)橛绊懲ㄐ诺囊蛩靥啵幸恍┖玫恼{(diào)試工具往往可以收到事倍工半的效果巨脚。
下面以正弦SINE003系列變頻器為例保蒲，說明V80PLC的自由通信協(xié)議編程方法。
正弦SINE003系列變頻器的通信格式如下：
異或校驗(yàn)
數(shù)據(jù)含義：數(shù)據(jù)幀從機(jī)地址至數(shù)據(jù)信息的異或結(jié)果敢弟。既第 2字節(jié)與第3字節(jié)異或的結(jié)果贼卿，再與第4字節(jié)異或，以此類推至第13字節(jié)捅振。
數(shù)據(jù)類型：16進(jìn)制彬率，單字節(jié)。
發(fā)送方式：將校驗(yàn)和字節(jié)的高 4位和低4位拆分并轉(zhuǎn)換為ASCII碼怯糠，先高后低發(fā)送署隔。
結(jié)果處理：當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果小于等于 1FH，則校驗(yàn)結(jié)果加20H壕归。
它使用了ASCII碼來表示傳輸內(nèi)容群娃，用STX（02H）、ETX（03H）作為開始和結(jié)束標(biāo)志癞季，也是一種比較典型的通信協(xié)議劫瞳。使用前首先要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ASCII碼，V80PLC提供了ASCBIN及BINASC指令绷柒，來完成 “0~H”這十六個(gè)ASCII數(shù)字與十六進(jìn)制碼的互換志于。
當(dāng)發(fā)送脈沖產(chǎn)生時(shí)涮因，各數(shù)據(jù)被換成ASC碼并存放在發(fā)送緩沖區(qū)中，每個(gè)二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換后占二個(gè)字伺绽。
SINE003采用異或校驗(yàn)养泡，只針對ASC碼部分，這部分程序如下：
實(shí)際上還有幾個(gè)字節(jié)的異或指令沒列出來奈应，然后對異或結(jié)果進(jìn)行判斷澜掩，小于1FH則加20H，之后可以用字組拆分指令“PACK”把它拆成兩個(gè)字節(jié)杖挣，按先高后低填到發(fā)送區(qū)肩榕，這部分比較簡單，不再單獨(dú)列出惩妇，下面是發(fā)送和接收程序株汉。
發(fā)送程序比較簡單，只需填一個(gè)發(fā)送長度即可撤掀，而接收的情況則要復(fù)雜一點(diǎn)（圖里沒有體現(xiàn)出來）狱槽。在發(fā)送的同時(shí)就打開接收，使能開始字符和結(jié)束字符（通過設(shè)置控制位拂谆，這里沒畫出來）屿帕，并把開始字符和結(jié)束字符填好，還有一些超時(shí)時(shí)間之類的設(shè)置（有興趣的可以參見V80PLC的軟件手冊）西练，這樣當(dāng)接收到“02H”就認(rèn)為是一幀的開始东六，接收到“03H”就認(rèn)為是一幀的結(jié)束，當(dāng)然也可以結(jié)合其它條件然板，如字符超時(shí)等待讲，各種狀態(tài)都可以在狀態(tài)位里體現(xiàn)。
接收到完整的一幀后秃标，狀態(tài)位里會(huì)有指示殃烤，然后把接收回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，并重新轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制篡话，就可以進(jìn)行各種處理了情誊。
五、結(jié)束語
采用V80系列PLC與變頻器通信的方案镰矿，可以大大地節(jié)省成本琐驴，并帶來更高的可靠性。
德維森科技（深圳）有限公司
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