文档介绍：27利用MODBUS实现西门子PLC与ABB变频器的通信控制
[作者:佚名  发表时间:2008-12-24  阅读:515]
    变频器广泛应用于各行各业,但因其显示面板简单,且在对数据的处理、计算、保存等方面存在弱点,在一定程度上影响了变频器在复杂控制系统中的应用。尤其在许多台变频统一控制应用中,控制线缆的敷设也加大了成本和故障率;不过,通信技术与变频器相结合可以弥补这些缺点,可以利用PLC与变频器之间的通信功能实现远程控制,同时增强了变频器对数据处理、故障报警等方面的功能。
    在自动化控制领域,随着分布式控制系统的发展,在工业上的分布式控制系统中,采用串行通信来达到远程信息交换的目的更简便。发展起来的RS485是平衡传送的电气标准,在电气指标上有了大幅度的提高。由于其性能优异,结构简单,组网容易,组网成本低廉,RS485总线标准得到了越来越广泛的应用,同时,在RS485总线中采用的 MODBUS协议是公开的通信协议,而且被很多的工控产品生产厂家支持,该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中。本文以西门子PLC同ABB变频器的通信为例来阐述采用MODBUS协议实现此方式通信控制的方法。
系统配界方案及通信协议
1、系统配置方案
      在此系统方案中,我们考虑系统的应用成本和实用性,PLC采用西门子公司的SIMATIC S7-226系列,S7-200系列属于小型可编程序控制器,可用于代替继电器的简单控制场合,也可以用于复杂的自动化控制系统。S7-226系列PLC的CPU内部集成了2个通信口,该通信口为标准的RS485口,可在三种方式下工作,即PPI方式、MPI方式相自由通信口方式。PPI(Point-to-Point)是西门子专为57-200系列开发的一个通信协议,为主/从协议,我们可以将第一个口设为PPI方式,用于连接PC机,用来作人机信息交换,而第二个口设为自由通信口方式,自由口通信方式是S7-200的一个很有特色的功能。它是一种通信协议完全开放的工作方式,在该方式下的通信口的协议由外设决定,PLC通过程序来适应外设,从而使得S7-200系列PLC可以与任何具有通信能力的并且协议公开的设备相通信,即S7-200可以由用户自己定义通信协议。采用ABB的ACS800系列变频器时,需配置NNMBA-01适配模块。相关系统构成框图如附图所示。在该系统中,PLC的Port2和变频器构成MODBUS总线,通过S7-226PLC控制多台变频器完成系统控制需要,实现对变频器的速度设定、运行状态监控及参数交换等。
          
2、网络协议
    在本系统中,S7-226系列PLC作为主站,变频器作为从站时,主站向变频器传送运行指令,同时接受变频器反馈的运行状态及故障报警状态的信号。变频器与NMBA-O1通信适配器模块相连,接入MODBUS网中作为从站,接受从主站SIMATIC S7-226来的控制。NMBA-O1通信适配器模块将从MODBUS网中接收到的过程数据存入双向RAM中的每一个字都被编址,在变频器端的双向RAM可通过被编址参数排序,向变频器写入控制字、设置值或读出实际值、诊断信息等参量。
    变频器现场总线控制系统若从软件角度看,其核心内容是现场总线的通信协议。MODBUS通信协