以西門子S7-200 SMART與英威騰變頻器通信為例講解一下通信的方法

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)很多朋友被變頻器如何跟PLC通信所困擾，即使勉強與一種品牌通信上，換一個品牌又不知如何去通信。為此我特意整理此文，希望對大家有幫助。

PLC與變頻器之間最常用的通信協(xié)議為Modbus RTU,最常用的通信接口RS485接口,想要熟練的進(jìn)行通信，首先要對Modbus RTU協(xié)議和RS485接口具有充分的了解。

Modbus是由Modicon（現(xiàn)為施耐德電氣公司的一個品牌）在1979年發(fā)明的，是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如RS485）和其它設(shè)備之間可以通信。

ModBus協(xié)議有2種傳輸模式，ASCII模式和RTU模式，在同一個通信網(wǎng)絡(luò)中必須使用相同的傳輸模式，除此之外還必須具有相同的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位、停止位等參數(shù)。

波特率：每秒鐘傳輸?shù)腷it位數(shù)量，表示傳輸速度快慢單位為bps或bit/s。波特率越大傳輸速度越快，抗干擾能力越差，距離也就越近。

數(shù)據(jù)位：傳輸數(shù)據(jù)格式為起始位+數(shù)據(jù)位+奇偶校驗位+停止位，通常數(shù)據(jù)位位7或8位。

校驗位：奇偶校驗位是一種錯誤檢測碼，可設(shè)置為奇校驗（Odd）、偶校驗（Even）和無校驗（None）。如果傳輸過程中包括校驗位在內(nèi)的奇數(shù)個數(shù)據(jù)位發(fā)生改變，那么奇偶校驗位將出錯表示傳輸過程有錯誤發(fā)生。

停止位：通常數(shù)據(jù)幀最后有一個或兩個（無校驗位）停止位，用于表征一幀數(shù)據(jù)結(jié)束。

Modbus協(xié)議是一種單主多從協(xié)議，同一網(wǎng)絡(luò)中只允許有一個主站，其余都只能作為從站。只有主站才擁有主動話語權(quán)，從站只能被動的接收數(shù)據(jù)或?qū)χ髡镜恼埱笞龀鰬?yīng)答。

兩線制RS485接口：工作于半雙工，所以編寫通信程序時要輪番進(jìn)行通信，即讀和寫操作要錯開每次只能執(zhí)行一條操作。數(shù)據(jù)信號采用差分傳輸，使用一對雙絞線，一根為正，一根為負(fù)。

下面就以西門子S7-200 SMART與英威騰變頻器通信為例講解一下通信的方法。

我們通過通信控制變頻器的啟停和頻率，再將轉(zhuǎn)速和輸出電壓讀取出來。

分析：想要通過通信控制啟停和頻率，必須將運行指令通道設(shè)置成通信給定P00.01=2,頻率指令選擇設(shè)置成MODBUS通信設(shè)定P00.06=8。有關(guān)通信組的參數(shù)采用默認(rèn)值，本機通信地址P14.00=1,通信波特率P14.01=4（19200bps），數(shù)據(jù)位校驗格式P14.02=1（偶檢驗E,8,1 for RTU）。

接線常采用如圖1-1所示的鏈?zhǔn)竭B接法，在遠(yuǎn)端加上120Ω的終端電阻。

圖1-1

接下來就是編寫通信程序：

1.首先應(yīng)對端口進(jìn)行初始化，如圖1-2

圖1-2

2.編寫控制啟停的程序，注意此處使能要用SM0.0。

SMART中保持性寄存器的modbus地址為40001-49999，400001-499999。查閱英威騰手冊得知通信地址如圖1-3所示，算出控制啟停的通信地址為16#BC41，程序如圖1-4所示。

圖1-3

圖1-4

3.編寫修改頻率的程序。同樣的方法換算出控制頻率的通信地址為16#BC42，程序如圖1-5所示。

圖1-5

4.編寫讀取輸出電壓的程序。

輸出電壓和運用轉(zhuǎn)速的通信地址如圖1-6所示：

圖1-6

將十六進(jìn)制3003轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制為12291，超出49999的范圍，所以將12291+400001=41292，再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制為16#64A84，程序如圖1-7所示。

圖1-7

5.編寫讀取運行轉(zhuǎn)速程序，同理得出運行轉(zhuǎn)速地址為16#64A86，程序如圖1-8所示。

圖1-8

注意：由于RS485接口是工作于半雙工模式，所以每步操作程序需要輪流執(zhí)行（每次只執(zhí)行一條操作），編寫程序過程中用上一步的Done作為下一步的First條件。跟其它品牌的變頻器或儀表通信方法類似，只需要查看通信手冊找到對應(yīng)的通信地址即可。