基于松下PLC与康沃变频器通信方式的电机调速控制

甄明

摘 要传统变频器控制方式主要通过开关器控制来实现，无法满足电机连续平滑曲线调控的需要。本文阐述了在电机调速控制中引入松下PLC与康沃变频器通信技术，并提出了具体的控制方案，希望能够为相关工作人员提供有益的方法借鉴。

【关键词】电机 调速控制 松下PLC 康沃变频器

在变频器的运行及管理工作中，需要经PLC输出点发出不同信号组合以调控变频器的运行速度。在该种控制方式中，PLCI/0是实现控制的主要开关量，随着变频器的增多，需要使用的PLCI/0开关量点数就会增加。与传统开关量控制相比较，模拟量控制能够符合连续平滑曲线调速控制的要求，但是这种控制方式需要使用较长的控制线缆，并且主要使用的是电压信号输出，控制线路同时存在大电压降问题，导致系统的稳定性受到影响。基于这种认识，有必要探讨使用性能更佳的串口及对应的通讯方式，以实现PLC监控，及时、准确地获取多台变频器的运行参数。

1 电机调速控制方法设计

松下PLC主要是通过串口RS485，运用通讯方式来控制变频器，相较于RS232接口，通讯接口RS485的传输距离更长，传输速度较快，而且具有很好的抗干扰性能，使用便利、成本低廉。运用通讯方式，通过该接口可以实现对康沃变频器的控制，而且可以同时获取多台变频器的监控信息及运行参数。

这种电机调速控制方式含有PLC的通信模块（AFPX-COM3）、松下可编程控制器（FP-X C60R）以及康沃变频器（CVF-S1），在PLC与康沃变频器之间，利用通信方式控制电机调速和正反转，其中康沃变频器为从站，PLC为主站，控制形式为点对点，主站通过通信途径发送控制命令到从站，从而完成电机变频调速控制过程。

2 变频器相关参数设置

变频器可以通过主站或者控制面板两种方式来进行通信初始化设置。通过控制面板来进行初始化设置，主要含有以下步骤，即：通过控制面板设置[b-0]=2，选择变频器运行参数和高级运行参数；通过控制面板设置[b-1]=7，输入频率选择相应的通道，给定通讯；通过控制面板设置[b-2]=2，运行控制命令，将其输入通道，实现通讯控制；通过控制面板设置[H-65]=0，将本机地址设置为0；通过控制面板设置[H-66]=0，设置数据格式为无校验；通过控制面板设置[H-67]=3，设置波特率为9600bps；设置[H-68]=0，设置连动控制主站；最后，设置[H-70]=0，即通讯接口断线动作模式，保持原状态。

3 PLC相关参数设置

采用PLC主站的系统寄存器来设置其通信口波特率和数据格式等相关参数，具体操作方法为：FP-X C60R软件主界面-“选项”-“系统寄存器设置”。再将通信模式设置为通用通信模式，选择8位数据长度的通信格式，其余参数包括：停止位：1位；起始符：无STX；结束符：CR；通信速率：9600bps；在串行通信模式下，接收缓冲区的容量设置为2048，起始地址设置为1000。

4 主站与从站间的通信协议

一般情况下，通信协议是指含有数据格式、传输方式、数据同步方法、传输步骤和速度、控制字符定义以及纠错形式等内容在内的通信约定，康沃变频器从站的串行通讯协议内容主要包括：

（1）广播格式；

（2）编码方法：动作功能代码、数据传输以及检错。

（3）从机响应结构：动作确认、反馈数据以及校错。

在该串行通讯协议中，协议建立只能通过一个PLC完成，从机通过数据提供来响应主机发出的控制命令，或发出动作来执行主机命令。主机可以单独访问网络中的某个从机，也可以向全部从机发送广播信息，从而实现主机与从机之间的通信。

5 通信方式

通过松下PLC与康沃变频器通信方式进行电机调速控制，这种电机调速控制方式需含有PLC的通信模块（AFPX-COM3），即松下PLC通讯接口的通信模块，还要按照S+、S-接口要求进行连接。同时，还需采用松下PLC专用FI59串行通信指令来进行软件编程，根据串行通讯协议中报文结构的形式，发送给从站康沃变频器的命令帧为数据代码。

以变频器运行频率为10.30Hz为例，编制主站PLC的通信程序，需将对应的命令帧通过高级指令写入系统寄存器中，再通过串行通信指令发送至康沃变频器。在发送过程中，命令帧开头以5AH为起始字节，依次为低字节和高字节，从站变频器的机号为零，再输入具体的操作字或者状态字，该数据含义可反映出PLC控制变频器运行，或者提示变频机恢复当前运行状态。数据第1位代表正转运行设置，第4位表示为主站有效控制从站，这两位设置为1，其余位设置为0，从而操作字（状态字）根据十六进制可转化为0012，按照低字节-高字节的顺序排列，第76位为校验数据。在主机发送控制命令过程中，1000ms内主机至少发送一帧数据，若在1000ms内从机未接收主机的命令，则提示为断线。在进行PLC编程时，先在数据寄存器中存放数据帧，存放地位为DT1～DT6，总共占用11个字节位置。

数据发送准备工作完成后，FP-X可编程控制器通过F159发出串行通信指令，采用COM1口，设置参数为KI，数据寄存器为DT。在数据帧发送过程中，数据表中自S地址回路出现的n个字节数据开始通过PLC发出，在发送命令时，可以自动添加起始字符，但是最大发送字节不会超过2048，在接受返回的数据时，PLC主要通过标志位开关控制，当标志位切换至“OFF”状态时，就开始从通讯接口接收数据，同时通过自动存储功能在系统寄存器中保存指定数据，主站可接收的最大字节为4096。因此，通过控制程序编制过程可知，对于处于不同运转方向或者频率状态下的康沃变频器，只需通过修改其控制程序中的DT4和DT5参数就能有效地连接多种复杂运行规律的程序段，完成电机变频控制过程。

综上所述，目前，基于松下PLC与康沃变频器通信方式已在变频器调速控制中得到较为广泛的应用，该种控制方式接线方式简单，成本较低，在很大程度上降低了变频器调速控制的复杂程度，同时还满足了多台变频器同时调速控制的需要，具有很好的应用和发展前景。

参考文献

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作者单位

河北省科技工程学校 河北省保定市 071000