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西門子PLC與CHV系列變頻器通信
一．功能介紹
英威騰CHV系列矢量變頻器內(nèi)置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS（從站）通信協(xié)議，配合CHV系列變頻器專用通訊卡，可非常方便的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊控制功能。通訊卡上提供RS232及RS485兩種物理通訊端口，用戶可通過(guò)設(shè)置卡上的跳線選擇。
下面以西門子S7-200系列PLC為例，介紹PLC與CHV矢量變頻器建立通訊并實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器起停、頻率給定、監(jiān)控等功能的控制。
變頻器作為MODBUS協(xié)議從站接收來(lái)自CPU224 PLC的通信指令，。
CHV系列矢量變頻器在與CPU224通信前須做好以下準(zhǔn)備工作：
1．確認(rèn)已安裝好CHV系列矢量變頻器的通訊卡，并將卡上的端口跳線置于RS485端；
2．用一根帶9針陽(yáng)性插頭的串口通信電纜連接在CPU224 PLC的自由通信口端，電纜另一端的第5、3、8線分別接在CHV變頻器RS485通訊卡的GND、485+、485－端子上，其余線屏蔽不用；
3．預(yù)先設(shè)置變頻器以下參數(shù)：
PC0.0=1                  //變頻器通訊地址為1
PC0.1=3                  //通訊波特率9.6K
PC0.2=1                  //通訊數(shù)據(jù)偶校驗(yàn)
P0.01=2                  //變頻器的運(yùn)行指令采用通訊方式
P0.03=7                  //變頻器的A頻率設(shè)定采用通訊方式
二．PLC內(nèi)存使用說(shuō)明
西門子S7-200系列PLC的自由通訊端口編程必定會(huì)用到兩個(gè)指令，即XMT(發(fā)送)指令和RCV（接收）指令。編寫程序時(shí)需要為這兩個(gè)指令指定數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一般以最低位數(shù)為0的地址作為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的起始地址。
    1．發(fā)送指令XMT緩沖區(qū)(寫/讀)
VB100        //xmt指令要發(fā)送的字節(jié)個(gè)數(shù)
VB101        //變頻器通訊地址(01)
VB102        //modbus功能碼(06/03)
VB103        //變頻器被寫地址高位/變頻器被讀起始地址高位
VB104        //變頻器被寫地址低位/變頻器被讀起始地址低位
VB105        //被寫數(shù)據(jù)高位/被讀數(shù)據(jù)字個(gè)數(shù)高位
VB106        //被寫數(shù)據(jù)低位/被讀數(shù)據(jù)字個(gè)數(shù)低位
VB107        //被發(fā)送數(shù)據(jù)CRC低位
VB108        //被發(fā)送數(shù)據(jù)CRC高位
2．接收指令RCV緩沖區(qū)
VB200        //rcv指令要接收的字節(jié)個(gè)數(shù)
VB201        //變頻器地址(01)
VB202        //modbus功能碼(06/03)
VB203        //變頻器被寫地址高位/被讀數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)高位
VB204        //變頻器被寫地址低位/被讀數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)低位
VB205        //被寫數(shù)據(jù)高位/被讀數(shù)據(jù)高位
VB206        //被寫數(shù)據(jù)低位/被讀數(shù)據(jù)低位
VB207        //被接收數(shù)據(jù)CRC低位
VB208        //被接收數(shù)據(jù)CRC高位
VB217       //被接收數(shù)據(jù)CRC驗(yàn)算低位
VB218       //被接收數(shù)據(jù)CRC驗(yàn)算高位
2．CRC校驗(yàn)子程序（SBR0）
英威騰CHV系列矢量變頻器內(nèi)置的MODBUS協(xié)議采用RTU傳輸格式，該格式使用CRC校驗(yàn)方式對(duì)每次發(fā)出或接收的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行校驗(yàn)。因此，該子程序使用了多個(gè)局部變量，以方便其它子程序調(diào)用。
在西門子STEP 7-Micro/Win 編程環(huán)境下（如圖一），需要在該子程序的局部變量表中預(yù)先設(shè)定以下局部變量：

（1）輸入型局部變量（VAR_INPUT）
1d_0:DWORD; // 待發(fā)送數(shù)據(jù)地址指針變量
lw_4:WORD;  // 待發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)變量
（2）輸出型局部變量（VAR_OUTPUT）
lb_6:BYTE;  // CRC校驗(yàn)值高位變量
lb_7:BYTE;  // CRC校驗(yàn)值低位變量
（3）臨時(shí)局部變量（VAR）
lw_8:WORD;    // 待發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)變量
lw_10:WORD;    // 待發(fā)送數(shù)據(jù)每字節(jié)8位二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)變量
Network 1
LD     SM0.0
MOVW   16#FFFF, LW6                //將16位CRC校驗(yàn)寄存器LW6全置為1
Network 2
LD     SM0.0
FOR    LW8, +1, LW4                //對(duì)待發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)個(gè)數(shù)(LW4)計(jì)數(shù)(LW8)循環(huán)
Network 3
LD     SM0.0
XORB   *LD0, LB7                   //使待發(fā)送數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)(*LD0)與
                                   //CRC校驗(yàn)寄存器低位字節(jié)(LB7)進(jìn)行異或運(yùn)算
Network 4
LD     SM0.0
INCD   LD0                         //ld_0指向待發(fā)送數(shù)據(jù)的下一個(gè)地址
Network 5
LD     SM0.0
FOR    LW10, +1, +8                //對(duì)每字節(jié)8位二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)(LW10)循環(huán)
Network 6
LD     SM0.0
SRW    LW6, 1                      //CRC校驗(yàn)寄存器LW6右移一位
Network 7
LD     SM1.1                       //若移位后的溢出值SM1.1為1
XORW   16#A001, LW6                //則使值16#A001與LW6進(jìn)行異或運(yùn)算
Network 8
NEXT                               //結(jié)束每字節(jié)8位二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)循環(huán)
Network 9
NEXT                               //結(jié)束每數(shù)據(jù)幀字節(jié)個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)循環(huán)
3．   初始化子程序（SBR1）
該程序在PLC的第一個(gè)掃描周期運(yùn)行，主要是設(shè)置CPU224自由端口的通信格式、數(shù)據(jù)接收格式及復(fù)位各寄存區(qū)（參見西門子S7-200編程手冊(cè)）。
通信格式內(nèi)容包括：波特率9.6K、每字節(jié)位數(shù)8位、偶校驗(yàn)等（注意與變頻器一致）。
數(shù)據(jù)接收格式完全參照MODBUS RTU格式設(shè)定，以不少于3.5個(gè)字節(jié)傳輸時(shí)間的通信口空閑間隔作為數(shù)據(jù)接收的開始及結(jié)束信號(hào)。根據(jù)協(xié)議，PLC在準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)前會(huì)先監(jiān)測(cè)通信口是否空閑，如連續(xù)空閑時(shí)間超過(guò)了3.5個(gè)字節(jié)的傳輸時(shí)間，則PLC默認(rèn)數(shù)據(jù)接收開始，此后通訊口上出現(xiàn)的信息即被認(rèn)為是一個(gè)數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容。同理，隨著一個(gè)數(shù)據(jù)幀的最后一個(gè)字節(jié)傳輸完成，又會(huì)出現(xiàn)一個(gè)3.5字節(jié)傳輸時(shí)間的空閑間隔，來(lái)表示一個(gè)數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)慕Y(jié)束。（參見MODBUS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)及CHV系列矢量變頻器通訊卡使用說(shuō)明書）
對(duì)9.6K的通信波特率來(lái)說(shuō)，3.5個(gè)字節(jié)傳輸時(shí)間約為5ms左右。因該程式的每個(gè)指令只準(zhǔn)備接收一個(gè)數(shù)據(jù)幀的回饋信息，所以接收數(shù)據(jù)前的空閑檢測(cè)時(shí)間可設(shè)為0，即PLC在發(fā)出數(shù)據(jù)后立即開始接收數(shù)據(jù)，但一個(gè)數(shù)據(jù)幀的傳輸結(jié)束空閑檢測(cè)時(shí)間仍需設(shè)為5ms以上。
Network 1
LD     SM0.0
MOVB   16#49, SMB30                //設(shè)置自由通信口格式
MOVW   +0, SMW90                   //空閑行間隔檢測(cè)時(shí)間0ms
MOVW   +5, SMW92                   //字符間定時(shí)器超時(shí)檢測(cè)時(shí)間5ms
MOVB   20, SMB94                   //接收信息的最大緩沖區(qū)20字節(jié)
MOVB   148, SMB87                  //設(shè)置自由通信口的數(shù)據(jù)接收格式
FILL   +0, QW0, 1                  //輸出印象寄存區(qū)復(fù)位
FILL   +0, MW0, 1                  //標(biāo)志寄存區(qū)復(fù)位
FILL   +0, VW100, 5                //發(fā)送緩沖區(qū)復(fù)位
FILL   +0, VW200, 5                //接收緩沖區(qū)復(fù)位
ATCH   INT_0, 23                   //接收完成中斷
ATCH   INT_1, 9                    //發(fā)送完成中斷
ENI                                //在全局啟用中斷