M218与ATV312的Modbus串行通讯(Modbus控制命令给定速度)

M218与ATV312

Modbus串行通讯控制

<一>

——Modbus通讯控制命令、给定速度

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目录

1. 实验简介 (3)

2. 实验环境 (3)

2.1硬件环境 (3)

2.2软件环境 (4)

3．硬件连接 (4)

4．ATV312变频器设置 (4)

4.1操作说明 (6)

4.2主要参数设置 (7)

4.2.1 恢复出厂设置 (8)

4.2.2 电机参数 (9)

4.2.3 控制方式 (10)

4.2.4 通讯参数 (12)

5．PLC编程 (13)

5.1 Modbus协议简介 (13)

5.2 交换数据表 (14)

5.3 ATV312参数说明 (15)

5.3.1 读写变量 (15)

5.3.2 状态字 (15)

5.3.3 控制字 (16)

5.3.4 特殊DRIVECOM参数 (16)

5.4 DRIVECOM流程 (17)

5.5 M218Soft软件的配置 (18)

5.6 M218软件编程语句介绍 (19)

5.6.1 EXCHx指令 (20)

5.6.2 %MSGx功能块 (20)

5.7 程序的分步讲解 (21)

5.7.1 一台PLC与一台变频器通讯 (21)

5.7.2 一台PLC与多台变频器通讯 (23)

6．实验调试 (26)

6.1 计算机和PLC连接 (26)

6.2 交换数据表对照 (26)

6.3 动态变量表的读和写 (27)

6.4 ATV312常见通讯故障 (28)

7．系统扩展 (28)

7.1 分配器模块和RJ45连接器 (28)

8．附件 (29)

8.1 参考程序 (29)

8.1.1 Port2口做通讯 (29)

8.1.2 Port1口做通讯 (30)

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1. 实验简介

PLC通过modbus监控变频器的运行是工业中较常见的应用，本文以施耐德M218 PLC与ATV312变频器为例，简要介绍PLC与变频器之间modbus串行通讯的过程，包括硬件接线、变频器参数设置、硬软件组态、上电调试等，实现在PLC上远程控制ATV312变频器的故障初始化，启动/停止，正转/反转，频率给定等。

本文只介绍了PLC通过modbus通讯远程控制变频器，关于modbus通讯控制和端子控制混合使用的情况，以及其他施耐德PLC，如Premium，Quantum与ATV312的modbus串行通讯，将在本书的其他文章中介绍。

2. 实验环境

2.1硬件环境

类型型号数量参考图片

电源24V开关电源 1

PLC M218

TM218LDA40DRPHN

1

变频器ATV312 1

M218编程电缆TCSXCNAMUM3P 1

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Modbus 通

讯电缆 RJ45接头屏蔽双绞线 1

2.2软件环境

M218Soft3.5是施耐德电器支持M218 PLC 的编程，调试和运行的工具软件。

3．硬件连接

1 2 3 4 5 6 7 8 CAN_H CAN_L CAN_GND D1 D0 不连 10V 公共 5

1

2

3 4 6

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TCSXCNAMUM3P M218编程电缆

M218自带串口，COM2口

通信电缆，M218的COM2口连接到变频器的RJ45口

RJ45接头

4．ATV312变频器设置

4.1操作说明 ATV312的前面板说明如下： 1 2 3 4

ATV312操作面板

主要操作规则：

旋转导航键对菜单进行浏览，不会对选定项进行存储；

存储选定项，按导航（ENT ）键，当存储数值时，显示器会闪烁。

正常显示状态：

无故障出现和无起动时，正常显示有如下几种：

－频率：SUP－菜单中所选的参数的显示(缺省选项：加到电机上的输出频率)。在电流限制模式下，显示器会闪烁。

－init:初始化顺序

－rdY:变频器就绪

－dcb:直流注入制动正在进行

－nSt:自由停车

－FSt:快速停车

－tUn:正在进行自动整定

故障显示状态：

显示器闪烁指示出现的故障，如果接中文面板，请参阅ATV312编程手册中故障处理一节。

任何初始显示状态下，均可以先按Mode键进入rEF菜单，然后旋转导航键找到需要设置菜单。

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4.2主要参数设置

ATV312的主菜单如下，所有的参数均在主菜单的子目录里面进行设置。

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4.2.1 恢复出厂设置

ATV312上电后，如果用户对液晶显示未知，或者变频器设置未知，可以先恢复出厂设置。

如果变频器已经设置过，且不需要恢复出厂设置，请跳过本小节，从4.2.2 电机参数开始进行参数的设置和检查。

参数路径参数说明值功能描述

drC-Fcs 返回工厂设置InI No:功能未被激活；InI:恢复工厂设置，此功能被执行后，Fcs

又自动回复到nO状态。

恢复出厂设置的电机，上电后显示ready，按照先后顺序，分别做如下设置。

4.2.2 电机参数

参数路径参数说明值功能描述

drC-Frs 电机额定频率50 根据电机的铭牌设置，围10-500HZ

drC-nCr 电机额定电流 1.2 根据电机的铭牌设置，围0.25-1.5倍变频器额定电流

drC-nSP 电机额定速度1400 根据电机的铭牌设置，围0-32760RPM

电机额定频率设定如下；本例中电机的额定频率为50，与出厂设置相同，所以采用出厂设置即可；读者根据实际情况按照电机铭牌上的额定频率进行设定。

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页脚 电机额定电流设置

电机额定转速设置

4.2.3 控制方式 参数路径

参数说明 值 功能描述 CTL-LAC *

功能访问等级 L3 访问高级功能与混合控制模式的管理 CTL-FR1*

配置给定1 ndb 通过modbus 总线给定 CTL-CHCF *

控制模式设置 SIN 如果LAC=L3可访问此参数：SIN －组合，控制和频率给定由同一种方式设定；SEP －分离，控制和频率给定由不同的方式设定 Flt-OPL 电机缺相故障 No 带小电机试验时，禁止因为输出电流过小出现的电机缺相故障；一般

在变频器最小输出电流大于电机额定电流时需要禁止电机缺相故障。

功能访问等级设置

配置给定1

控制模式设置：本例中控制和频率给定全部由通讯给定，将控制模式设置为SIN组合模式，与出厂设置相同；用户需根据实际情况进行模式选择。

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禁止电机缺相故障设置如下；当变频器最小输出电流大于电机额定电流时需要禁止电机缺相故障。

4.2.4 通讯参数

参数路径参数说明值功能描述

CON-ADD 从站地址 2. 围1－247

CON-tbr 通讯速率19200 4.8-4800bps;9.6-9600bps;19.2-19200

CON-tfo 通讯格式8n1 8O1:8个数据位,奇校验,1个停止位

8E1:8个数据位,偶校验,1个停止位

8n1:8个数据位,无校验,1个停止位

8n2:8个数据位,无校验,2个停止位

从站地址设置

通讯速率设置

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页脚 通讯格式设置

注意

设置完毕后，关闭ATV312电源再重新上电，参数才生效！

5．PLC 编程

5.1 Modbus 协议简介

Modbus 协议是Modicon 公司于1978年开发的一个用于PLC 和编程器之间通讯的协议，1980年起，为众多制造商所采用而完全开放，成为“事实上的工业标准”。它实现控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间的通信，支持传统的RS 一232／422／ 485设备和最新发展出来的以太网设备。

该协议定义了一个控制器能识别的消息结构，描述了控制器如何请求访问其它设备， 如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它是一种应用层报文传输协议，与底层的物理接口及电气规无关， 这是其目前生命力仍很强的原因。

Modbus 协议是一个分级结构 (主从式) 异步串行通讯协议，为客户机/服务器方式，可使主站对一个或多个从站进行访问，主站和从站之间允许多点连接。

? 主站和从站可以有两种对话方式：

?查询方式：主站对一个从站进行对话并等待其回应 ?广播方式：主站对所有从站进行对话 (不等待回应)

? Modbus 的协议中有两种传输方式：

?RTU 方式格式： 地址 命令 数据 CRC 校检 ?ASCII 方式格式： 头码 地址 命令 数据 LRC 校检 尾码

说明：

?RTU (Remote Terminal Unit ，远程终端单元) ?CRC (Cyclical Redundancy Check ，循环冗余校验) ?LRC (Longitudinal Redundancy Check ，纵向冗余校验)

5.2 交换数据表

M218作为主站进行Modbus通信时，必须编程通信程序，而程序的编写是通过填写字表的方式进行的，以下就Modbus字表进行详细阐述。另外，M218作为Modbus从站时，是不需要编程的，只需要配置通信参数即可。

*在应答后，长度会变为接收到的字节长度

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5.3 ATV312参数说明5.3.1 读写变量

5.3.2状态字

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5.3.3控制字

5.3.4 特殊DRIVECOM参数

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5.4 DRIVECOM流程

ATV312的DRIVERCOM流程页脚

页脚 5.5 M218SoMachineV3.0软件的配置 步骤

动作&示例

1 新建一个工程

2 写入项目名称

3 先点击程序，然后在项目名M218+ATV312 Modbus 点击右键，在弹出的快捷菜单中选择添加设备。

4 选择CPU型号要和工程使用的一致，否则不能下载！

5 双击串行链路口2设置串口通信数据，配置如下要和变频器一致

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6 配置串口2为主站

5.6 M218软件编程语句介绍

一个M218控制器配置后可与Modbus从设备通信，或以字符模式（ASCII）发送和/或接收消息。

Somachine为这些通信提供了下列功能：

●ADDM用于串口的地址转换

●Read_VAR读取从站数据

●Write_VAR写入从站数据。

5.6.1 ADDM指令

说明: 将字符串地址转换为ADDRESS类型的目标地址

操作符

ADDM

功能描述

将字符串地址转换为ADDRESS类型的目标地址

图形表示形式

管脚定义：

输入/输出类型注释

AddrTable ADDRESS 这是由功能块填充的 ADDRESS 结构。

输入类型注释

Execute BOOL 在上升沿执行功能

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Addr STRING 要转换为 ADDRESS 类型的 STRING 类地址（参见下面的详细信息）

输出类

注释

型

Done BOOL 功能成功完成后，Done 设置为 TRUE。

注意：当使用 Abort 输入中止操作后，Done 不设置为 1（仅限 Aborted）。

Error BOOL 当功能由于检测到错误而停止时，Error 设置为 TRUE。当检测到错误时，

CommError 和 OperError 包含有关检测到的错误的信息。

CommError BYTE CommError 包含通讯错误代码。

（即当 Addr 字符串不正确时），AddrTable 保持为上一个值。

功能块需要上升沿才能进行初始化。功能块需要首先将 Execute 输入视为 False，才能检测后续的上

警告

意外的设备操作

请务必首先通过将功能块的 Execute 输入设为 FALSE 来调用功能块，这样它便可以检测后续的上升沿。

如果不遵守这些说明，将会导致死亡、严重伤害或设备损坏。

对于 Modbus 串行寻址，请使用通讯端口和目标从站地址（0 到247），之间用句点分

隔：’.’

例如，使用以下语法通过串行线路 2 上向从站8 发送消息：’2.8’

字段类型值示例

_Type BYTE 保留未使用

_CliID BYTE 保留未使用Rack BYTE 机架编号（始终为 0）0

Module BYTE 模块编号（始终为 0）0

Link LinkNumber 2

_ProtId BYTE 0（对于 Modbus）0

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页脚 AddrLen

BYTE 1 1 UnitId

BYTE 8 AddrExt ADDR_EXT 未使用 。

5.6.2 READ_VAR ：从 Modbus 设备读取数据

功能描述

READ_VAR 功能块从采用 Modbus 协议的外部设备中读取数据。

图形表示形式

输入 类型 注释

ObjType ObjectType ObjType 是要读取的对象的类型（MW 、I 、IW 和 Q ）。

FirstObj DINT

FirstObj 为要读取的第一个对象的索引。 Quantity UINT Quantity 为要读取的对象的数量：

?

1-125: 寄存器（MW 和 IW 类型） ? 1-2000: 位（I 和 Q 类型）

Buffer POINTER TO BYTE Buffer 为将在其中存储对象值的缓冲器的地址。ADR 标准功能是定义关联

指针的必用功能。（请参见下面的示例。）缓冲器是一个表，用于接收在设

备中读取的值。例如，4 个寄存器的读取存储在包含 4 个字的表中，而

32 位的读取则需要包含 2 个字或 4 个字节的表，其中每个位都设置为

远程设备的对应值。

5.6.3 WRITE_VAR ：向 Modbus 设备写入数据

功能描述

WRITE_VAR 功能块将对象写入采用 Modbus 协议的外部设备中。

图形表示形式

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9vwq.html