维修电工技师论文S7200如何通过MODBUS协议与变频器通讯.docx
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维修电工技师论文S7200如何通过MODBUS协议与变频器通讯
国家职业资格全国统一鉴定
维修电工论文
（国家职业资格二级）
论文题目：
S7-200如何通过MODBUS协议
与变频器通讯
姓名：
身份证号：
准考证号：
所在省市：
江苏省泰州市
所在单位：
江苏爱索新材料科技有限公司
S7-200如何通过MODBUS协议与变频器通讯
XXX
江苏爱索新材料科技有限公司
摘要
本文就西门子S7-200PLC如何通过MODBUS协议与变频器之间实现通信，结合西门子STEP7编程方法和变频器内部参数设置，以CPU226PLC和ACS510变频器配置为例，实现上述功能。
关键词：
变频器MODBU
一、引言2
二、MODBUS通信协议2
1.MODBUS通信协议介绍2
2.MODBUS的RTU通信方式2
三、控制系统的的硬件设计3
1.硬件总体框架3
2.变频器3
3.PLC3
四、变频器参数及PLC程序4
1.变频器参数设置4
2.PLC程序5
3.S7-200PLC和其它品牌变频器的通讯9
五、结束语11
参考文献12
一、引言
随着电子工业的飞速发展，变频器在调速和节能方面的使用已非常广泛。
然而为了生产的需要，我们有时需要把不同厂商不同种类的设备整合在一个系统内运行，设备之间的通讯兼容问题就变得日益突出。
由于Modbus标准开放，支持多种电气接口，帧格式简单、紧凑等一些特点，使用越来越广泛。
利用Modbus通讯协议监控变频器可以减少设备中PLC模拟量模块用量，节省设备成本，增加系统可靠性。
本文以西门子S7-200PLC与ABBACS510变频器为例，浅谈PLC利用MODBUSRTU通讯协议监控变频器，以供参考。
由于水平有限，不足之处，请多多指正。
二、MODBUS通信协议
1.MODBUS通信协议介绍
在目前的工业领域中，各个设备供应商基本都推出了自己的专用协议，但是为了兼容，几乎所有的设备都支持MODBUS通信协议。
MODBUS协议是美国MODICON（莫迪康）公司首先推出的基于RS485总线的通信协议，其物理层为RS232/RS422/RS485接口标准。
MODBUS通信协议是一种主从式串行异步半双工通信协议。
采用主从式通信结构，可使一个主站对多个从站进行双向通信，主站可单独和从站通信，也可以广播式和所有从站通信。
2.MODBUS的RTU通信方式
MODBUS通信协议提供了ASCII和RTU两种通信方式。
由于RTU的通信速度比ASCII码要快，变频器和PLC等产品支持的多为MODBUSRTU格式，所以本文皆是以MODBUSRTU格式为例。
RTU通信格式规定如下：
1个起始位；8个数据位；1个校验位（奇、偶）或者无校验位；1个停止位（有校验时）或者2个停止位（无校验时）。
RTU数据格式：
没有帧头和帧尾，两个信息帧之间至少间隔3～5个字符的时间间隔。
每个信息帧依次由地址码、功能码、数据区、校验码组成。
三、控制系统的的硬件设计
1.硬件总体框架
本文是基于“PLC+变频器+触摸屏”的控制思想，通过PLC来实时监控与改变变频器的频率，从而控制交流异步电动机的速度。
2.变频器
随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，为交流变频调速提供了成熟的技术条件并得到迅猛的发展。
变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。
可以说交流变频器是强弱电混合、机电一体的综合性技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变）、又要处理信息的收集、变换和传输，因此它也可以简单分成功率和控制两大部分。
3.PLC
本文以西门子S7-200CPU226为例。
该PLC本体集成2个RS-485接口,Port0的3和8连接ACS510变频器的29和30（如图一）。
调用Modbus协议库可以很方便的编制程序。
图一
四、变频器参数及PLC程序
1.变频器参数设置
a）ACS510变频器相关参数
相关参数
机能说明
9802=1
Modbus协议
5302=1
站号
5303=9.6kbit/s
波特率
5304=1
校验方式8N1
5305=0
ABB传动简装版
1001=10
启停和方向信号来自现场总线控制字
1003=3
方向可以通过命令切换
1102=0
选择外部给定1
1103=8
外部给定1来自串行通讯
2007=-50HZ
最小频率
b）控制变频器
●初始化变频器：
Modbus寄存器40001中写入0476H；
●启动电机：
Modbus寄存器40001中写入047FH；
●停止电机：
Modbus寄存器40001中写入0477H；
●正转电机：
Modbus寄存器40002中写入0～20000；
●反转电机：
Modbus寄存器40002中写入0～-20000；
●故障复位：
Modbus寄存器40001中写入04F6H；
注：
变频器的型号品牌不同，参数也不同，但都大同小异，具体参考各变频器的手册。
2.PLC程序
3.S7-200PLC和其它品牌变频器的通讯
变频器的型号品牌不一样，接线方式、通讯参数、控制字、状态字的地址，写入的数据也不一样。
比如台达B系列变频器的控制字地
址是2000H，写入12H（十进制数18）是正向启动，22H（十进制数34）是反向启动，2001H为频率命令。
具体请参考各变频器用户手册。
台达VFD-B系列变频器通讯相关参数
请注意：
电源EV端仅供变频器內部通讯模块及外接keypad之电源使用，请勿移作他用，以免造成变频器故障或毀损。
若用于RS485通訊功能，則只需连接到SG+于SG-接脚。
PLC品牌不同，编程也有一定区别。
但都大同小异，相对来说S7-200因为有现成的Modbus协议库，编程变得更简单。
五、结束语
随着电力电力技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，未来设备将会越来越智能化、网络化、数字化、高效化，需要更为专业的人员维护，传统电工已经不能满足现代企业的需求。
只有通过不断进步才能跟上时代的步伐，才能为企业的生产发挥更大的作用，推动我国的经济不断前进。
参考文献
[1]李金城.PLC模拟量与通信控制应用实践[M].北京:
电子工业出版社，2010.10。
[2]北京ABB电气传动系统有限公司,ACS510-01变频器用户手册[M].2010.8。
[3]中达电通股份有限公司,VFD-B变频器使用手册[M]。
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