Unity Quantum与ATV61ATV71变频器的Modbus plus通信网络版.docx
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UnityQuantum与ATV61ATV71变频器的Modbusplus通信网络版
UnityQuantum与ATV61&ATV71变频器的Modbusplus通信
QuantumModbusPlusCommunicationwithATV61&ATV71Edition:
2009-1
安全信息
重要信息
注意：
在尝试安装、操作或调试设备之前，请仔细阅读下述说明并通过查看来熟悉设备。
下述特别信息可能会在文本其他地方或设备上出现，提示用户潜在的危险和注意事项，或提供阐明或简化某一过程的信息。
这是“警告”的符号。
警示用户潜在的危险和必须要遵守的规则，如果不遵守使用说明，可能导致调试失败、人身伤害甚至设备损坏。
这是提醒“注意”的符号。
提醒用户需要注意的操作说明。
请遵守所有带此符号的注意事项，以避免不必要的调试错误。
“警告”表示可能存在危险，如果不遵守，可能导致严重的人身伤害甚至死亡，或设备损坏。
警告
注意
“注意”表示需要注意的操作，如果不遵守，可能导致调试失败。
目录
1.ModbusPlus概述4
1.1ModbusPlus协议结构和类型4
1.2ModbusPlus的体系结构4
1.2.1布局/连接方法5
1.2.2连接5
2.ModbusPlus网络操作6
2.1ModbusPlus地址和令牌网6
2.2直接数据和全局数据6
2.3Quantum通过MB+与PLC与ATV61/71的数据交换6
3.ModbusPlus通讯卡7
3.1Modbus卡的外观7
3.2地址跳线的方法7
3.39针SUB-D母接头7
3.4电缆连接附件7
3.5ModbusPlus卡的通讯参数设置8
3.5.1.访问ModbusPlus卡参数8
3.5.2.ModbusPlus参数设置8
4.Unity-Pro的硬件设置网络组态8
4.1添加网络8
4.2通讯设置9
4.3设置PeerCop和全局变量10
4.4组合模式为组合通道时的变频器参数设置和编程实例12
4.5组合模式为隔离通道时的变频器参数设置12
4.6ATV71变频器IO模式的参数设置13
5.示例程序13
本节首先介绍了ModbusPlus现场总线和协议结构、类型等相关知识，并通过昆腾PLC与变频器ATV71的通讯实例，演示了ATV61/71变频器进行Modbusplus通讯时变频器的参数设置和接线等操作过程。
1.ModbusPlus概述
ModbusPlus是一种针对工业控制应用的本地局域网系统。
网络化的设备能够在工厂中与远程设备交换控制和监测信息。
Modicon公司支持ModbusPlus的产品包括可编程控制器和网络适配器。
该网络也被其它制造商的很多产品所支持。
每一个Modicon控制器都能从其前面板上的端口直接连接到ModbusPlus。
其它的网络可通过安装在公用背板上的网络选件模块进行访问。
网络还为I/O子系统服务提供一种有效的方式。
ModiconModbusPlus分布式I/O（DIO）连接适配器和可放置于远程的端子块I/O（TIO）模块可以用来对现场设备进行控制。
每一个网络设备都支持最多64个可寻址节点设备。
最多32个节点可直接连接到1500英尺（459米）长的网络电缆上。
使用重发器可以将距离延长至最大6000英尺（1800米）和最多64个节点。
光纤重发器可实现更长的距离。
ModbusPlus的选择基于以下特点：
●RS485物理层。
●令牌-type连接层（802.4标准）。
ModbusPlus的访问方法：
令牌传递总线（使用令牌的逻辑环）.访问程序为多主机类型.为一确定性网络。
●ModbusPlus能够支持Modbus。
ModbusPlus由施耐德公司支持。
这是一个全球化的现场总线网络，在法国用的比较多。
主要应用在诸如PLC、变频器、驱动器等产品上。
目前，在全球建立了大约100,000多个网络，100,000多个ModbusPlus网点,大约80,000个与PLC连接。
1.1ModbusPlus协议结构和类型
ISO/OSI的7层模型定义了7个协议层及各层功能，为制定工业标准提供了依据。
依据此模型，ModbusPlus包含：
1、物理层（PHL）
2、数据链路层（DLL）
3、网络层（NL）
4、传输层（TL）
7、应用层（AL）
1.2ModbusPlus的体系结构
图7-6-1ModbusPlus的体系结构图
ModbusPlus主干线的订货号:
490NAA2710X，其中X:
由长度决定。
1.2.1布局/连接方法
任意两个用户间的电缆最短长度为3米（包括分接头电缆）。
任意两个用户之间最多可有3个转发器。
对于转发器：
最多为32个用户时，包含转发器的网络部分长度最大不可超过450米。
对于路由器：
通过“BridgePlusBP85“使两个ModbusPlus网络相互连接.电缆连接2个用户时最大可有4个路由器。
两个终端间的最大距离（通过转发器和路由器）为1800米。
图7-6-2连接图
1.2.2连接
网络由屏蔽的双股电缆组成，这些电缆直接连接到不同的相邻用户，网络中每个用户从1到64个地址由使用者分配（转换或通过软件配置），每个用户均装有一个发光二极管。
数据传输速度：
1兆字节/秒
当运行或者发现错误发光二极管会有不同的闪光信号。
如下：
●6次闪光/秒：
用户处于正常运行状态.用户接受并传送令牌。
●1次闪光/秒：
当加电或从另一个使用相同地址的用户看到信息后用户立即下线工作（不允许有重复地址）。
在这种状态下用户检查网络并创立一个活动用户桌面和拥有标识的用户桌面。
这种状态保持5秒钟然后试着返回到正常运行状态。
●2次闪光接着二极管熄灭，时间间隔为2秒。
用户之间可以传输令牌但不能接收。
检查网络有无断路或短路，或者错误连接。
●3次闪光接着二极管熄灭，时间间隔为1.7秒。
用户看不到其他任何用户。
周期性地请求令牌但找不到传送用户。
检查网络是否有断路或短路，或其他不正确的连接。
●4次闪光接着二极管熄灭，时间间隔为1.4秒。
用户看到其他使用相同地址并作为第一用户所传送的正确信息，当出现重复地址时用户处于下线状态。
如果重复地址出现时间不超过5秒钟，用户可类似于1次闪光/秒时的情况进行处理。
2.ModbusPlus网络操作
2.1ModbusPlus地址和令牌网
ModbusPlus属于多主机类型操作，总线上通过地址识别ModbusPlus网络用户（独立于总线的物理地址，总线的物理地址由用户定义），地址范围从1到64,但用户被独立置于总线上并且.一个用户只能有一个地址。
所有用户形成了一个逻辑环，当收到令牌后每个用户获得网络的访问权限。
令牌是一组二进制代码“位”，在地址环中连续循环。
在网络中令牌是唯一的。
不能经过路由器。
加电的第一个用户获取令牌并对令牌传递顺序初始化。
网络经初始化后，每个用户就可知道其他活动用户。
每个用户为其他用户建立识别表并且识别出最初得到令牌的用户。
令牌循环的顺序按照地址的升序进行的。
最后一个用户将令牌传送给第一个用户，然后形成令牌循环。
周期性地发送一个新用户检测帧。
如果有新用户时将自动重新配置网络（对于使用者是可见的）。
如果用户离开了网络，总线将在100ms内重新配置网络。
如果有新的用户连接，新的用户将在5秒内加入令牌循环。
2.2直接数据和全局数据
直接数据：
用来给一个设备（PeerCop接收装置）传送PLC指令（由PeerCop发送）。
在ModbusPlus网络中，要发送的直接数据的数量必须与接收的直接数据的数量相同。
全局数据：
用来使用一个用户的数据（全局数据发送），提供给网络上的所有其他希望访问它的用户（全局数据接收）.在ModbusPlus网络中，接收的全局数据的数量可以小于或等于发送者可用的全局数据的数量。
在一次交换中，持有令牌的工作站（PLC或设备）可在广播模式时最多发送32字数据给连在网络上的最多为63个的希望接收这些数据的其他设备。
接收工作站接收由发送端发出的信息并对其进行存储。
令牌循环时每个工作站的操作与上述一样，这些交换是周期性的。
2.3Quantum通过MB+与PLC与ATV61/71的数据交换
3.ModbusPlus通讯卡
3.1Modbus卡的外观
图7-6-3Modbus卡示意图
3.2地址跳线的方法
MB+卡的地址跳线，拨码开关在上方为0，在下方为1，实际的地址在拨码地址上加1。
拨码开关最右侧的开关用来选择工作模式：
拨码开关在上方为ATV71-正常模式（出厂设置），拨到下方为ATV58兼容模式。
例：
地址=1×20＋1×23＋1＝10
3.39针SUB-D母接头
3.4电缆连接附件
图7-6-4电缆连接附件图
3.5ModbusPlus卡的通讯参数设置
3.5.1.访问ModbusPlus卡参数
【1变频器菜单】——→【1.9通讯】（com-）——→【MODBUSPLUS】（nbp-）
3.5.2.ModbusPlus参数设置
【Address】（AdrC）-只读，显示跳线设置的地址加1。
【Networktimeout】（tLP）-Modbus超时报故障时间。
【PeerCop】（PrC）-设置是否启用PeerCop服务。
【Numberofregisters】（rEG）-PeerCop服务的寄存器数量。
最大值8
【GlobalTx】（GLb）-全局变量的数量，最大值8。
【Cdn】（Commandstation）-PLC的ModbusPlus地址
ModbusPlus通讯参数的修改后立即生效，不需要变频器断电后重新上电
COM.ScannerINPUT/OUTPUT与PeerCop和GlobalData的对应关系：
PeerCop对应COM.SCANNEROUTPUT中设置的变量。
GlobalTx对应COM.SCANNERINPUT中设置的变量。
4.Unity-Pro的硬件设置网络组态
设置Unity-Pro的硬件网络组态首先要先添加网络，进行通讯设置，设置PeerCop和全局变量，组合模式为组合通道时的变频器参数设置和编程实例等等，详述如下：
4.1添加网络
第一步，在ProjectBrowser里，在Communication下的Network点击鼠标右键，在弹出的NewNetwork点击鼠标左键
图7-6-5ProjectBrowser窗口
第二步，在弹出的AddNetwork对话框中选择ModbusPlus。
图7-6-6AddNetwork对话框
第三步，选择完成后点击确定接受网络名：
ModbusPlus_1
图7-6-7ChangName窗口
按以上三步就可添加好网络。
4.2通讯设置
第四步：
双击ModbusPlus通讯口进行设置
图7-6-8ModbusPlus
第五步：
在弹出的对话框，选择ModbusPlus_1
图7-6-9选择网络对话框
第六步：
右键点击1.2MBP在弹出菜单中选择closeWindow
图7-6-10右键弹出的菜单
第七步：
点击Yes确认所做修改
图7-6-11确认窗口
按以上四步即可设置好通讯设置。
4.3设置PeerCop和全局变量
第八步：
双击下图ModbusPlus_1打开PeerCop和全局变量。
图7-6-12通讯结构窗口
第九步：
单击Global->input…设置对应COM.SCANNERINPUT中设置的变量。
图7-6-12设定窗口
第十步：
设置从站3的globalinput，%mw1开始的8个字。
图7-6-13设定GlobalInput窗口
第十一步：
单击Specific->Output…设置对应COM.SCANNEROUTPUT中设置的变量。
图7-6-14设定窗口
第十二步：
设置从站3的%mw10，长度8个字。
图7-6-15从站设置窗口
第十三步：
右键点击ModbusPlus_1MBP在弹出菜单中选择closeWindow
图7-6-16右键弹出窗口
第十四步：
点击Yes确认所做修改
图7-6-17确认窗口
设置完成。
4.4组合模式为组合通道时的变频器参数设置和编程实例
这个示例是]通过ModbusPlus启停变频器：
首先，在变频器的【1.6命令】（CtL-）菜单里，将【组合模式】（CHCF）设置为【组合通道】（SIN），【给定1通道】（Fr1）选择为【通讯卡】（nEt），设置完成后，PLC通过ModbusPlus网络变频器启停和给定速度都可以通过进行了。
4.5组合模式为隔离通道时的变频器参数设置
在变频器的【1.6命令】（CtL-）菜单里，【组合模式】（CHCF）为【隔离通道】（SEP）时，【命令1通道】（Cd1）设为端子，【给定1通道】（Fr1）选择【通讯卡】（nEt）,此时变频器启停通过端子，通过ModbusPlus网络给定变频器速度。
如果【命令1通道】（Cd1）设为【通讯卡】（nEt），【给定1通道】（Fr1）为AI1，此时变频器启停通过ModbusPlus，给定速度通过AI1，编程时写DriveCom流程启动变频器即可。
4.6ATV71变频器IO模式的参数设置
变频器的【1.6命令】（CtL-）菜单里，【给定1通道】（Fr1）选择【通讯卡】（nEt），
【组合模式】（CHCF）为【IO模式】（IO）时，【命令1通道】（Fr1）为端子，此时变频器启停通过端子，给定速度通过ModbusPlus，此时只需通讯设定变频器速度。
【组合模式】（CHCF）为【IO模式】（IO）时，【命令1通道】（Cd1）设为【通讯卡】（nEt），【给定1通道】（Fr1）为AI1，此时变频器启停通过ModbusPlus，通过AI1给定变频器速度，这时启动变频器不需要按照drivecom流程操作，要根据【2/3线控制】（tCC）是两线制还是三线制来写控制字。
两线制：
控制字=1正转，控制字=2反转，控制字=0停止
三线制：
控制字=3正转，控制字=5反转，控制字=0停止
用以上的方法来设置变频器的参数，就可以实现昆腾PLC和变频器的ModbusPlus的通讯。
5.示例程序
本例中所使用的示例程序如下：
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