施耐德变频器ATV61&71的ModBus通讯方法.doc

施耐德变频器ATV61&71的ModBus通讯方法.doc ATV71与ATV61的MB+连接 施耐德(苏州)变频器有限公司 市场部 邓黎勇 2006年7月 目录 本文的目的 MB+总线简介 可选网络连接附件 Step-by-Step 实现Modbus Plus连接 1( 通讯卡VW3 A3 302的安装与设置 2( 变频器的参数设置 , 通讯参数的设置 , 命令通道的设置 , 读写参数的设置 , 举例:读写变频器的加速时间 3( MB+网络配置(Concept) 4( 注意事项～～～ 5( 变频器通讯控制DriveCom 6( 命令字CMD和状态字ETA 其它 本文的目的: 这篇文章的目的是指导施耐德技术师、销售人员、分销商的技术工程师、以及用户的工程师如何用施耐德ATV71/ATV61变频器连接MB+ 网络。文章风格追求简捷易懂，如果有更复杂应用的要求，请在本文的基础上参照ATV71的Modbus Plus 用户卡(VW3 A3 302)用户手册。 <点击此处返回目录> MB+总线简介: MB+总线，又称为Modbus Plus总线，是施耐德公司主推的一个高速对等通讯网络。它能够采用RS485双绞线或者光纤连接，并可用光纤组成一个冗余环。 当采用双绞线连接时，最远距离可达450米;采用中继器后，最远距离可达1.8km;如果采用光纤，最远距离是3km(单段)/13km(采用中继器)。 <点击此处返回目录> 可选网络连接附件: ATV71、ATV61变频器通用的MB+网卡的是 VW3A3302，外形如右图所示。 作为一个的MB+总线的从站设备，该卡有一个 标准的9针SUB-D母接头。可以采用PLC的标准 MB+总线的分支器和分支电缆实现连接。 <点击此处返回目录> Step-by-Step 实现Modbus Plus连接 通讯卡VW3 A3 302的安装与设置: 1.安装 所有通讯卡、IO扩展卡、Controller Inside卡的安装，都按上图所示安装。 2(设置 右图是通讯卡示意图。 1(LED指示灯 2(MB+寻址开关 3(9针SUB-D型母接头 硬件上，需要通过寻址开关设置该卡 的地址; 软件上，需要在通讯菜单里做如下设置: <点击此处返回目录> 变频器的参数设置: 1(通讯参数的设置: 在1.9 通讯菜单里，设置MODBUS PLUS参数 其中最关键的是如下4个参数: 1)Peer Cop Peer Cop参数被用作控制变频器的PLC上的周期性输出变量。 如果要通过MB+网络接收来自PLC的指令，就需要启动Peer Cop; 相反，如果MB+网络仅仅是用来监视变频器的运行而不发送任何指 令，则该参数可以被禁用。 2)Number of Registers 当Peer Cop被启动后，需要结合变频器的Scanner Output参数来决定给 变频器的哪些参数发指令。也就是说需要修改多少个变频器参数。 由于Scanner Output最多有8个参数，因此Number of Registers的值仅 在1,8的范围内有效。 3)Global Tx Global Data(全局数据)参数被用作控制变频器的PLC上的周期性输 入变量，结合变频器的Scanner Input参数来决定读取变频器的哪些参 数的值。 由于Scanner Input最多有8个参数，因此Global Tx的值仅在1,8的 范围内有效。 4)Command Station 由于MB+是一个多主站的系统，所以必须指定给变频器发送指令的主 站的地址。当然如果没有启动Peer Cop，就无需设置了。 <点击此处返回目录> 2(命令通道的设置 如果用户要通过MB+ 网络实现对变频器的启动、停止和速度给定的控制，则需要对命令通道的相关参数进行设置。如果仅仅是读取或者修改变频器的一些参数，则可以跳过此段。 通过通讯给定速度: 在变频器的1.6命令菜单里，当变频器插上通讯卡后，给定通道的选项里会新增一项选项:通信卡。如果用户需要通过MB+ 通讯给定速度，则将给定通道选择为“通信卡”。 通过通讯控制起停: 当变频器插上通讯卡后，命令通道设置的选项里会增加一项“通讯卡”。如果用户需要通过MB+ 通讯控制变频器的起停，则需要将命令通道设置定义为“通讯卡”。 <点击此处返回目录> 3(读写参数的设置 在变频器的“1.9通信”菜单里，前两个子菜单分别是COM.SCANNER INPUT和COM.SCANNER OUTPUT。通过对这两个子菜单的设置，我们可以实现变频器和PLC之间的数据交换。 要注意:这里INPUT和OUTPUT是从PLC的角度去看的～对于变频器，INPUT是它要发送给PLC的数据，OUTPUT是它接收的来自PLC的数据。 COM.SCANNER INPUT 这个菜单内含8组参数，从Scan.IN1 address到Scan.IN8 address。用来定义PLC要读取变频器的哪些参数的数据(读)。 COM.SCANNER OUTPUT 这个菜单内含8组参数，从Scan.Out1 address到Scan.Out8 address。用来定义PLC要修改变频器的哪些参数的数据(写)。 变频器内部有数百个参数可供读写，这些参数都被分门别类地整理并被分配了访问的地址。参考ATV71中文通讯手册，查找出需要访问的参数的地址，并把这个地址写到COM.SCANNER INPUT或COM.SCANNER OUTPUT 菜单的参数里，就可以实现对该参数的访问。 <点击此处返回目录> 4(举例:读写变频器的加速时间。 以加速时间(ACC)为例，在手册中(P201)查找到ACC的描述如下: 十进制的逻辑地址9001，其读写类型为R/W，意为可读可写。 如果我们要通过通讯读取该参数的值，那么我们在COM.SCANNER INPUT 菜单里将8个参数里的一个的值改为9001，我们就可以读取到变频器的加速时间参数的值;如果我们要通过通讯修改该参数的值，那么我们在COM.SCANNER OUTPUT菜单里将8个参数里的一个的值改为9001，我们就可以修改变频器的加速时间参数的值。 在出厂设置里，COM.SCANNER INPUT菜单的8组参数初值为: Scan.IN1 address : 3201 Scan.IN2 address : 8604 Scan.IN3 address : 0 Scan.IN4 address : 0 Scan.IN5 address : 0 Scan.IN6 address : 0 Scan.IN7 address : 0 Scan.IN8 address : 0 它的含义是:我们可以一次读取变频器中8个参数的值，第一个参数是状态字ETA的值(注:从通讯手册中查找到的状态字ETA的地址是8603，但是3201也是状态字的另一个未公开的地址)，第二个参数是输出速度RFRD的值。其它6个地址都是0，故没有对应的参数。 在出厂设置里，COM.SCANNER OUTPUT菜单的8组参数初值为: Scan.Out1 address : 8501 Scan.Out2 address : 8602 Scan.Out3 address : 0 Scan.Out4 address : 0 Scan.Out5 address : 0 Scan.Out6 address : 0 Scan.Out7 address : 0 Scan.Out8 address : 0 它的含义是:我们可以一次修改变频器中8个参数的值，第一个参数是 命令字CMD(注:从通讯手册中查找到的命令字CMD的地址是8601，但 是8501也是命令字的另一个未公开的地址),第二个参数是速度给定 LFRD。其它6个地址都是0，故没有对应的参数。 因此，对于本例，设置: 9001 Scan.IN3 address : PLC就可以读取ACC参数。设置: Scan.Out3 address : 9001 PLC就可以修改ACC参数。 综上所述，通过MB+ 控制变频器，在变频器参数设置方面很简单，只需要设置需要读取或修改的参数的地址就可以了。一般情况下，采用缺省的出厂设置就足够了。 <点击此处返回目录> MB+网络配置(Concept): 施耐德公司主推的MB+总线，是一个即插即用的工业总线，因此它不需要特别的网络组态软件，仅需要在PLC里做一些相应的配置就可以了。 下图所示是Concept软件的画面，点击“1”所示的区域，然后选择Peer Cop“2”并点击OK。从而启动PLC的Peer Cop功能。 打开Peer Cop配置窗口，我们用下图所示的Global -> Input来读取来自变频器的信息;用Specific -> Output来给变频器发指令。 点击Global Input按钮，弹出的窗口用来设置将来自变频器的数据放到PLC的哪个寄存器内。 窗口如下图所示，左边是用来指定变频器的MB+地址，右边是用来指定将读取到的数据放到PLC的哪个寄存器中。 在下面的例子中，我们读来自MB+地址为12的设备的数据，一次性连续读取8个寄存器的数据(即变频器的Scanner Input中定义的8个变量)，并且放置到PLC的30030至30037中去。 同样的道理，下图显示了如何配置Specific Output，我们通过它来向变频器发送指令。 在下图中，从左到右，12示给地址为12的设备发送指令，401100表示第一个指令寄存器的地址，8表示连续8个寄存器。 这样，从401100到401107共8个寄存器的值就和变频器的Scanner Output 中设置的8个变量对应了起来。 综上所述，经过上面的例子的设置，变频器参数与PLC参数的对应关系如下: PLC地址 变频器参数 变频器出厂参数 300030 Scan.IN1 3201 (ETA) 300031 Scan.IN2 8604 (RFRD) 输300032 Scan.IN3 0 (未使用) 入 ... ... ... 300037 Scan.IN8 0 (未使用) 401100 Scan.Out1 8501 (CMD) 401101 Scan.Out2 8602 (LFRD) 输401102 Scan.Out3 0 (未使用) 出 ... ... ... 401107 Scan.Out8 0 (未使用) <点击此处返回目录> 注意事项～～～ 在Peer Cop里，Global Input和Specific Output的数据类型有两种，即上图中的BIN/BCD。在Concept的描述中，如果数据是代表逻辑量的0****或1****，数据类型用BIN，而如果是普通的变量，则需要用BCD(10进制)。 但是，变频器的数据读写全部是按照16进制进行的。如果这里被定义成BCD，那么如果PLC发送了一个10下来，则变频器会将它读为16～所以，在上图所示的数据格式中，必须将数据类型定义为BIN～～～ <点击此处返回目录> 变频器通讯控制流程DriveCom: 对于仅仅通过通讯读写一些参数的应用，上述的内容已经能够满足需要了。但是如果要通过通讯来控制变频器的启停，那么用通讯方式和用端子方式是有区别的。 变频器处于端子控制方式时，比如两线制控制，LI1为正转，LI2为反转。变频器上电就显示Ready。我们闭合LI1，变频器即按照给定的速度运转，断开LI1，变频器则停车。 但是，在这种情况下，如果变频器内部有诸如短路等故障，上电即Ready会造成一些不可预测的后果。因此，在通讯方式下，变频器是分阶段检测其状态，并且分阶段投入使用的。 参考下图(ATV71变频器通讯手册第20页)，当变频器上电时，如果没有故障，则变频器处于状态2(通电被禁止)。此时变频器状态是NST，如果通了三相交流电，则状态字ETA最后两位的值为16进制的50，否则是16进制的40。 这时，给变频器发命令字CMD=16#0006，如果变频器无故障，则变频器进入状态3(通电准备好)。这时，如果通了三相交流电，则状态字ETA最后两位的值为16进制的31，否则是16进制的21。 然后我们给变频器发命令字CMD=16#0007，则变频器完成起动准备，进入状态4。此时三相电必须加上。状态字ETA=16#**33。 如果要运行，我们给变频器发命令字CMD,16#000F(正转)，则变频器进入状态5。此时如果要停车，我们给变频器发命令字CMD,16#0007，则变频器返回状态4。 在大多数情况下，变频器在状态4和状态5之间切换，只有当出现快速停车、故障、或者重新上电后，才需要再根据下图的流程表确定如何响应。 有些用户鉴于I/O控制的习惯，不喜欢走流程这种方式，对应的我们有I/O模式的通讯控制方法。但是，这并不是一种好的控制方法。在DriveCom通讯控制模式下，变频器有任何故障都能够被及时发现并防止一些意外的发生。比如，之所以有那么几步看似麻烦的启动前的步骤，其实是变频器一步一步地检测其内部的状态，并且一段一段地上电，只有完全正常后，才会把变频器完全上动力电。这样能够及时发现变频器的内部短路等硬件故障。而如果采用了I/O模式，就没有这样的防范措施了。 因此，我们强烈建议用户采用DriveCom方式控制变频器～～～ <点击此处返回目录> 命令字CMD和状态字ETA: 下面是对命令字CMD各个位的定义和一些常见命令的例子。 注意:有的位是0有效 下面是对状态字ETA各个位的定义 <点击此处返回目录> 其它: 本文的内容到此就结束了，感谢大家的耐心阅读。对于ATV71、ATV61连接Modbus Plus 网络，如果大家感觉上述内容过于简单，请参考以下资料。 ATV71 用户手册 通讯参数 ATV71 用户手册 Modbus Plus通信卡 VW3A3302 ATV71 异步电机变频器 编程手册 <点击此处返回目录>