德維森V80系列PLC與變頻器通信方式的實現

　　1 引言
　　作為工控行業的主流產品，PLC與變頻器在各種機械設置上的應用可謂無處不在。常見的用法是使用模擬信號（一般是電壓）來完成對變頻器的控制。這種方法的缺點是成本高，易受干擾（電壓方式），控制精度也很難作得很高，而采用通信方式就可以很好地避免這個缺點。
　　本文介紹了V80系列PLC與變頻器的通信及其實現方法。
　　2 V80系列PLC在通信方面的特點
　　V80系列PLC是德維森科技（深圳）有限公司開發的一款通用型高性價比的小型可編程控制
　　器（PLC），采用32位高性能CPU芯片和高速邏輯解析ASIC芯片,相對于普通的小型PLC，在通信應用方面具有以下特點
　　1、
　　本機具有雙串口：其中一個是RS-232編程口，工作于MODBUS從模式，一般只用
　　于編程和連接人機設備。另一個為RS-485接口，除了具有MODBUS從模式的功能
　　外，還能工作于MODBUS主模式、自由通信模式，具有強大的通信功能。
　　2、
　　具有48K的程序空間，9000個中間接點，9999個內部寄存器，加上極其強大的應用指令，能夠方便地編寫很復雜的程序，較適合復雜的通信協議。
　　3、
　　V80 PLC的默認通信協議是MODBUS從協議(RTU)，內部變量的編址方式也是按照協議進行的，所以在MODBUS通信的應用性上具有無可比擬的優勢。
　　3、與兼容標準MODBUS RTU協議的變頻通信：
　　對于采用MODBUS RTU從協議的設備，可以把V80系列PLC的串口2設置成MODBUS主模式與其進行直接互連。下面以東元7200MA變頻器為例，說明V80系列PLC與與變頻器的通信及其實現方法：
　　東元 7200MA 變頻器采用了 MODBUS RTU 從協議，通信數據格式描述如下：
　　在 MODBUS RTU 模式的通訊協議中，一個信息(Message)由 4 個部份組成：Slave 地址、
　　功能碼、數據及 CRC-16 數據校驗，并依序送出。每一個信息的開始與結束，皆以 3.5 個字符(Character)的間隔時間來做識別。
　　

　　僅使用三種命令：讀取、回路測試及寫入。

　　V80 系列 PLC 與變頻器通信方式的實現
東元7200MA變頻器采用了部分MODBUS從協議，支持03、10H兩種命令，對于V80系列PLC而言，也就是讀寫寄存器4XXXX命令，是可以與V80直接連接的，而V80_PLC的M_BUS指令已經封裝了這些數據過程。因此，只需關心如下參數即可：
　　1、 讀寫類型及設備地址。
　　2、 目標設備的寄存器（線圈）號，本地存放數據的寄存器（線圈）號，信息長度。
　　3、 通信間隔，也就是完成兩次通信所需的時間。
　　4、 通信參數，如波特率、奇偶校驗位、通信超時時間等編寫以下程序即可實現與東元7200MA變頻器的通信。
　　
　　

　　假設東元變頻器上的設備地址為1，上圖的程序完成了這樣功能：把PLC內部41100~41115變量的內容，寫到東元變頻器寄存器區域偏移為00~015的寄存器，中間繼電器01000每次從0變為1，雙方通信一次。注意，在之前要對PLC進行參數設置，可參見V80系列PLC的軟件手冊。
　　4、與其它協議的變頻器通信：
　　對于不兼容標準MODBUS RTU協議的變頻器，可以采用自由通信功能塊實現。相對于 M_BUS指令，自由通信要靈活得多，類似于跟一些高級語言（如C語言）的編程模式。用戶最好具有一定的通信編程經驗，并準備好如232->485轉換器、串口監控軟件等調試工具。
　　下面以正弦SINE003系列變頻器為例，說明V80PLC的自由通信協議編程方法。正弦SINE003
　　系列變頻器的通信格式如下：
　　

　　數據包格式

　　異或校驗
　　數據含義：數據幀從機地址至數據信息的異或結果。既第 2字節與第3字節異或的結果，再與第4字節異或，以此類推至第13字節。
　　數據類型： 16進制，單字節。
　　發送方式：將校驗和字節的高 4位和低4位拆分并轉換為ASCII碼，先高后低發送。
　　結果處理：當校驗結果小于等于 1FH，則校驗結果加20H。該通訊協議采用ASCII碼表示傳輸內容，用STX（02H）、ETX（03H）作為開始和結束標志。首先，把數據轉換成ASCII碼，V80系列PLC提供了ASCBIN及BINASC指令，來完成“0~H”這十六個ASCII數字與十六進制碼的互換。
　　

　　當發送脈沖產生時，各數據被換成ASC碼并存放在發送緩沖區中，每個二進制碼轉換后占二個字。
　　SINE003采用異或校驗，只針對ASC碼部分，程序如下：
　　

　　然后，對異或結果進行判斷，小于1FH則加20H，之后用字組拆分指令“PACK”把它拆成兩個字節，按先高后低填到發送區。下面是發送和接收程序。
　　

　　發送程序只需填一個發送長度即可，在發送的同時打開接收，接收程序使能開始字符和結束字符，并填好開始字符和結束字符，可參見V80系列PLC的軟件手冊，這樣當接收“02H”就認為是一幀的開始，接收到“03H”就認為是一幀的結束。也可以結合其它條件判斷，如字符超時等，各種狀態都可以在狀態位里體現。
　　接收到完整的一幀后，狀態位會有狀態指示，然后把接收回來的數據進行校驗，并重新轉換成十六進制，既可進行相應處理。
　　5． 結束語
　　本文分別以東元7200MA變頻器和正弦SINE003系列變頻器為例，說明V80系列PLC的MODBUS RTU協議和自由通信協議的編程方法，并詳細介紹了V80系列PLC與變頻器的通信及其實現方法。采用這種方案，可以大大地節省成本，并具備高可靠性。