浅论三菱FX系列PLC与变频器的RS-485通讯应用

1  引言
在自动化行业中，各种设备的通讯是必要的。用RS-485要实现数据的双向访问，就必须自己编写通讯应用程序，来实现设备之间的通讯。下面介绍三菱的FX系列PLC与变频器的RS-485通讯。
2  系统配置及通讯协议
三菱FX系列PLC与三菱各系列变频器的RS-485通讯是相同的，现用FX2N型PLC与A500系列变频器来加以阐述。为了实现RS-485通讯，需要在PLC侧加入特殊适配器或者功能扩展板;在变频器侧，可以利用PU接口(PU接口就是一个RJ45接口)或者选件FR-A5NR。此例选用功能扩展板FX2N-485-BD和PU接口。
2.1  PU接口插针号
从变频器正面看(插座侧)，如图1所示。

图1     PU接口插针号
FX2N-485-BD与变频器PU口的连接:  
FX2N-485-BD侧端子 变频器PU接口
     RDA      SDA   
     RDB    SDB
     SDA    RDA
     SDB    RDB
     SG       SG
2.2  PLC到变频器的通讯请求数据和变频器到PLC的应答数据分类
运行指令、运行频率及参数写入、变频器复位、监示、参数读出。在编程时，对所用到的格式做了介绍。如果想了解详细的说明可以查看变频器使用手册。

图2     8位模式数据处理选择
2.3  变频器的设置
要实现通讯需要对变频器的参数进行设置。
Pr.117—站号，设计中选为0;
Pr.118—通讯速率，设计中选为192即19200bps;
Pr.119—停止位/字节长，设计中选为1，表示字节长为8位，停止位长2位;
Pr.120—奇偶校验有/无，设计中选为2即偶校验;
Pr.121—通讯再试次数，设计中选择为1;
Pr.122—通讯校验时间间隔，设计中选为9999;
Pr.123—等待时间设定，设计中选为9999即用通讯数据设定;
Pr.124—CR.LF有/无选择，计中选为0，即无CR.LF。
每次参数初始化设定后，需要对变频器进行复位。
3  PLC编程
3.1  通过特殊继电器M8161来选择数据处理为16位模式还是8位模式
当M8161=OFF时为16位模式;当M8161=ON时为8位模式。在此次设计中选择8位模式。见图2:
3.2  通过特殊寄存器D8120来设置通讯格式
具体参见表1、表2所示:
表1     设置通讯格式

注:对位b8到b15的说明可参考FX系列PLC的编程手册
表2     通讯格式

在程序中设置D8120=9FH，程序如图3所示。

图3     通讯格式设置D8120=9FH程序
通过RS指令进行发送和接收数据，程序如图4所示:

图4     RS指令进行发送和接收数据程序
注: D1200是发送数据的起始地址;
  D1020是发送数据的长度;
  D1250是接收数据的起始地址;
  K40为接收数据的长度。
3.3  PLC对变频器通讯设置
(1) 使用十六进制数，数据在PLC和变频器之间使用ASCII码传输。以设置操作模式和设定频率为例作介绍。进行操作模式设置时，所用通讯格式为:格式A

(2) 设置通讯操作模式程序流程如图5所示:

图5     设置通讯操作模式程序流程
(3) 设置通讯操作模式程序梯形图如图6所示:

图6     设置通讯操作模式程序梯形图
(4) 进行设定频率的通讯格式与设置操作模式的格式是相同的。其程序流程也相似，通过数据寄存器D1500来改变频率设定值。设定频率的程序如图7所示:

图7  设定频率的通讯格式
(5) 总和校验码是由被检验的ASCII数据的总和(二进制)的最低一个字节(8位)表示的2个ASCII数字(十六进制)。总和校验子程序P30把地址从1201到1201+(Z1-1)的Z1个D数据寄存器的值的总和置入数据寄存器D1022中，然后把低8位转换成ASCII码置入D1201Z1和D1201(Z1+1)中。程序如图8所示:  

图8     总和校验子程序      
4  结束语
RS-485是一种应用广泛的通讯方式，本设计可实现对多台变频器同步控制，且在纺机上已有广泛应用。本设计将会在多轴转动设备上有广阔的市场前景和发展空间，且值得推广。