2024年4月6日发(作者:虎子帆)
2021年第2期
装备与自动化
57
FR-E700系列变频器通信控制的应用
王小祥
(无锡技师学院,江苏 无锡 214000)
摘 要:变频器在自动控制系统中应用广泛,主要是通过改变电机工作电源频率实现运行速度调节的作用。变频器运行
控制模式有多种,文章将以FX5U系列PLC、FR-E740变频器为例,分别利用变频器通信协议和Modbus-RTU通信协议,实现多
台变频器的网络控制运行。
关键词:变频器;网络运行;通信协议
中图分类号:
TM921.51
文献标志码:
A
文章编号:
2096-3092
(
2021
)
02-0057-03
三菱通用变频器的运行模式主要有PU(操作面板)
运行、外部运行、网络运行以及它们之间的组合。PU
模式适合简单运行以及调试时应用;外部模式由外部
输入数字量或模拟量控制,接线较烦琐;网络模式使
用RS-485通信或通信选件,通过通信设置和指令,利
用可编程控制器实现多台变频器网络控制运行。
通信控制时通过PLC内置RS-485端口、FX5-485-BD
通信总延长距离最长为50m,由FX5-485ADP构成时总
延长距离最长为1200m。
利用FX5可编程控制器内置RS-485端口与变频
器连接时,有4线式和2线式两种接线方式,4线式
接线如图1所示。当变频器RS-485为PU接口时需要
利用分配器进行级连,2线式接线如图2所示。由于
传送速度、距离会受到反射的影响,当反射影响到通
信时,需在PLC端和最远的变频器端设定或连接终端
电阻,4线式终端电阻为330Ω,2线式终端电阻为
100Ω。文章所述的通信控制电路均采用2线式接线
方式。
1 FR-E700系列变频器通信控制简介及电路连接
FR-E700系列变频器具有一个PU接口,使用PU
接口可以与计算机等进行通信运行,利用PU接口能实
现PLC对变频器的运行监视以及参数的读取、写入。
FR-E700系列变频器的通信协议有三菱变频器(计算
机链接)协议、Modbus-RTU协议。变频器通信功能是
以RS-485通信方式连接PLC与变频器,最多可以对
16台变频器进行运行监控,以及各种指令和参数的读
出/写入的功能。采用Modbus-RTU通信协议进行通
信运行以及参数设定时,1台主站最多控制32个从站。
2 三菱变频器协议应用
2.1 变频器通信协议通信设置
(1)变频器侧设置。变频器通信时需要对变频器
参数进行设置:Pr.117=**(根据PU通信站号设定);
图1 4线式接线
58
装备与自动化
2021年第2期
图2 2线式接线
Pr.118=96(PU通信速度9600bps);Pr.119=10(数
据长度:7位,停止位:1位);Pr.120=2(偶校验);
Pr.123=9999(设定PU通信的等待时间);Pr.124=1
(选择PU通信CR/LF,CR:有/LF:无);Pr.79=0(上
电时外部运行模式);Pr.549=0(三菱变频器协议);
Pr.340=1(网络运行模式)。
(2)PLC侧设置。在FX5UCPU→模块参数→485
串行→基本设置:协议格式为变频器通信,数据长度
为7位,偶校验,停止位1位,波特率为9600bps。
其中设定频率命令H0ED写入数据3000,表示设定频
率为30Hz;运行指令H0FA写入H2(H0停止,H2正转、
H4反转),表示正转运行控制;读取输出频率命令H6F
读出输出频率保存在D20中;读取输出电压命令H71
读出输出电压保存在D22中。
2.2 通信指令及操作数
PLC与变频器通信指令主要有变频器的运行监视
指令IVCK、变频器的运行控制指令IVDR、读出变频器
的参数指令IVRD、写入变频器的参数指令IVWR、变
频器参数的成批写入指令IVBWR、变频器的多个指令
IVMC。指令格式及操作数:指令 s1 s2 d1 n d2,
其中:s1为变频器站号,与通信的变频器Pr.117参数
值一致;s2为变频器的指令代码,参见三菱通用变频
器FR-E700使用手册,例如运行模式写入为HFB、输
出频率读取为H6F、输出电压读取为H71、运行指令的
写入为HFA、设定频率HED;d1为读操作时保存读出
值的软元件编号,写操作时向变频器的参数中写入的
设定值,或者保存设定数据的软元件编号;n为PLC使
用通道(1:内置RS-485端口;2:扩展板;3/4:通
信适配器);d2为输出指令执行状态的起始位软元件
编号。
图3 变频器通信协议通信应用梯形图
4 Modbus-RTU通信应用
4.1 Modbus-RTU通信协议通信设置
变频器参数设置:PU通信站号(Pr.117=1)、PU通
信速率(Pr.118=96)、奇偶校验(Pr.120=2)、PU通信
校验时间间隔(Pr.122=0)、通信错误计数(Pr.343=0)、
通信异常时停止模式选择(Pr.502=0)、协议选择
(Pr.549=1)、运行模式选择(Pr.79=6、Pr.340=10)。
4.2 通信指令及相关参数
在FX5UCPU→模块参数→485串行→基本设置:
协议格式为Modbus-RTU通信,偶校验,停止位1位,
波特率为9600bps;固有设置:本站号为0。
FX5的主站使用ADPRW命令与从站进行Modbus-RTU
通信。指令格式为ADPRW s1 s2 s3 s4 s5/d1 d2,
其中:s1为从站本站号;s2为功能代码;01H线圈读
取,02H输入读取,03H保持寄存器读取,04H输入寄
3 变频器通信协议通信应用示例
利用变频器通信协议让变频器以30Hz正转运行,
同时读出变频器输出频率和电压。梯形图如图3所示。
2021年第2期
装备与自动化
59
存器读取,05H线圈写入,06H保持寄存器写入,0FH
多点的线圈写入,10H多点的保持寄存器写入;s3为
Modbus寄存器起始地址=寄存器地址-40001;s4为
访问点数;s5/d1为数据存储软元件起始;d2为输出通
信执行状态的起始位软元件编号。
始地址为H0D;运行频率存储在D2中(K3000)。
5 结束语
与外部模式控制相比,网络运行模式可控制多台
变频器运行(最多达32台),其接线简单,频率调节
方便(运行频率通过指令发送),能通过HMI监控变频
器的运行状态(电压、电流、频率等),因此广泛应用
于多台变频器控制场合(如纺织印染设备控制)。运用
网络运行模式时,需要正确设置变频器侧通信参数和
运行参数,PLC编程注意相关指令的应用。另外,在
实际应用中通常会采用网络模式和外部模式组合的方
式控制变频器,即由外部端子控制运行(正转、反转、
停止)而由通信给定运行频率,这样可以在紧急情况
迅速停车实现安全保障。
4.3 应用示例
利用Modbus-RTU通信协议控制变频器运行,运
行频率为30Hz,运行方向为正转运行。
写入运行模式:ADPRW H1 H6 H9 K1 D0 M10。
运行模式寄存器的Modbus地址为40010,因此起
始地址为40010-40001=9;网络运行模式写入的数据
为H14,因此D0中的数据为H14;该指令含义:向站
号为1(H1站号地址)中起始地址为9的保存寄存器
写入(H6写保存寄存器操作)一个(K1写入数据的个
数)数据(数据存放在D0中),通信状态由M10开始
的辅助继电器记录。
运行控制:ADPRW H1 H6 H88 K1 D1 M20。
运行模式寄存器的Modbus地址为40009,因此起
始地址为8;写入的运行控制数据存放在D1中(H00
表示停止、H02表示正转、H04表示反转)。
写入运行频率:ADPRW H1 H6 H0D K1 D2 M30。
运行频率寄存器的Modbus地址为40014,因此起
参考文献:
[1]李方园.三菱A700系列变频器的设计与应用 第8讲 高速复
卷机的变频通信控制[J].自动化博览,2012,29(9):46-49.
[2]李方园.变频器原理与维修[M].北京:机械工业出版社,2010.
作者简介:王小祥,本科,高级实习指导教师,研究方向为
电气自动化教学。
(上接第41页)
本发放及结果分析,发现教师在项目中的整体平均分
比较低,是整个体系中最薄弱的一项。但也存在个别
差异,部分实施“双主体”校企合作的学校,有工程
师进驻学校,起到了积极的指导作用。
4.5 创新发展
在信息化时代背景下,“双师型”教师的自我提升
与发展是教学能力的软实力,只有紧紧跟随行业岗位
技术更新发展,不断学习更新自己的知识储备库,才
能与时俱进地指导学生。研究通过设置6个三级指标
来检测教师在信息化环境下的创新发展水平。数据显
示,此项目水平整体处于普通阶段,68%的教师会积
极主动利用信息载体拓展知识储备,促进自我提升。
与培养研究[D].重庆:重庆师范大学,2017.
[2]刘晶晶.新时期高职院校教师信息化教学能力提升路径研
究[J].湖北开放职业学院学报,2019,32(20):35-36+41.
[3]朱丽,黄进龙.高职院校教师信息化教学能力提升策略初
探[J].江西化工,2019(6):262-265.
[4]祝智庭,闫寒冰.《中小学教师信息技术应用能力标准(试
行)》解读[J].电化教育研究,2015,36(9):5-10.
[5]黄有文.江苏省高职教师信息化教学能力标准研究[D].无
锡:江南大学,2017.
*基金项目:2018—2020年度信息化教学研究课题(2018LXB0
196);山西省教育科学规划课题(GH-18155)资助
作者简介:王珏敏,硕士,讲师,研究方向为教育管理、电
子与通信工程。
参考文献:
[1]缪巧玲.基于TPACK的职业院校教师信息化教学能力调查
2024年4月6日发(作者:虎子帆)
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FR-E700系列变频器通信控制的应用
王小祥
(无锡技师学院,江苏 无锡 214000)
摘 要:变频器在自动控制系统中应用广泛,主要是通过改变电机工作电源频率实现运行速度调节的作用。变频器运行
控制模式有多种,文章将以FX5U系列PLC、FR-E740变频器为例,分别利用变频器通信协议和Modbus-RTU通信协议,实现多
台变频器的网络控制运行。
关键词:变频器;网络运行;通信协议
中图分类号:
TM921.51
文献标志码:
A
文章编号:
2096-3092
(
2021
)
02-0057-03
三菱通用变频器的运行模式主要有PU(操作面板)
运行、外部运行、网络运行以及它们之间的组合。PU
模式适合简单运行以及调试时应用;外部模式由外部
输入数字量或模拟量控制,接线较烦琐;网络模式使
用RS-485通信或通信选件,通过通信设置和指令,利
用可编程控制器实现多台变频器网络控制运行。
通信控制时通过PLC内置RS-485端口、FX5-485-BD
通信总延长距离最长为50m,由FX5-485ADP构成时总
延长距离最长为1200m。
利用FX5可编程控制器内置RS-485端口与变频
器连接时,有4线式和2线式两种接线方式,4线式
接线如图1所示。当变频器RS-485为PU接口时需要
利用分配器进行级连,2线式接线如图2所示。由于
传送速度、距离会受到反射的影响,当反射影响到通
信时,需在PLC端和最远的变频器端设定或连接终端
电阻,4线式终端电阻为330Ω,2线式终端电阻为
100Ω。文章所述的通信控制电路均采用2线式接线
方式。
1 FR-E700系列变频器通信控制简介及电路连接
FR-E700系列变频器具有一个PU接口,使用PU
接口可以与计算机等进行通信运行,利用PU接口能实
现PLC对变频器的运行监视以及参数的读取、写入。
FR-E700系列变频器的通信协议有三菱变频器(计算
机链接)协议、Modbus-RTU协议。变频器通信功能是
以RS-485通信方式连接PLC与变频器,最多可以对
16台变频器进行运行监控,以及各种指令和参数的读
出/写入的功能。采用Modbus-RTU通信协议进行通
信运行以及参数设定时,1台主站最多控制32个从站。
2 三菱变频器协议应用
2.1 变频器通信协议通信设置
(1)变频器侧设置。变频器通信时需要对变频器
参数进行设置:Pr.117=**(根据PU通信站号设定);
图1 4线式接线
58
装备与自动化
2021年第2期
图2 2线式接线
Pr.118=96(PU通信速度9600bps);Pr.119=10(数
据长度:7位,停止位:1位);Pr.120=2(偶校验);
Pr.123=9999(设定PU通信的等待时间);Pr.124=1
(选择PU通信CR/LF,CR:有/LF:无);Pr.79=0(上
电时外部运行模式);Pr.549=0(三菱变频器协议);
Pr.340=1(网络运行模式)。
(2)PLC侧设置。在FX5UCPU→模块参数→485
串行→基本设置:协议格式为变频器通信,数据长度
为7位,偶校验,停止位1位,波特率为9600bps。
其中设定频率命令H0ED写入数据3000,表示设定频
率为30Hz;运行指令H0FA写入H2(H0停止,H2正转、
H4反转),表示正转运行控制;读取输出频率命令H6F
读出输出频率保存在D20中;读取输出电压命令H71
读出输出电压保存在D22中。
2.2 通信指令及操作数
PLC与变频器通信指令主要有变频器的运行监视
指令IVCK、变频器的运行控制指令IVDR、读出变频器
的参数指令IVRD、写入变频器的参数指令IVWR、变
频器参数的成批写入指令IVBWR、变频器的多个指令
IVMC。指令格式及操作数:指令 s1 s2 d1 n d2,
其中:s1为变频器站号,与通信的变频器Pr.117参数
值一致;s2为变频器的指令代码,参见三菱通用变频
器FR-E700使用手册,例如运行模式写入为HFB、输
出频率读取为H6F、输出电压读取为H71、运行指令的
写入为HFA、设定频率HED;d1为读操作时保存读出
值的软元件编号,写操作时向变频器的参数中写入的
设定值,或者保存设定数据的软元件编号;n为PLC使
用通道(1:内置RS-485端口;2:扩展板;3/4:通
信适配器);d2为输出指令执行状态的起始位软元件
编号。
图3 变频器通信协议通信应用梯形图
4 Modbus-RTU通信应用
4.1 Modbus-RTU通信协议通信设置
变频器参数设置:PU通信站号(Pr.117=1)、PU通
信速率(Pr.118=96)、奇偶校验(Pr.120=2)、PU通信
校验时间间隔(Pr.122=0)、通信错误计数(Pr.343=0)、
通信异常时停止模式选择(Pr.502=0)、协议选择
(Pr.549=1)、运行模式选择(Pr.79=6、Pr.340=10)。
4.2 通信指令及相关参数
在FX5UCPU→模块参数→485串行→基本设置:
协议格式为Modbus-RTU通信,偶校验,停止位1位,
波特率为9600bps;固有设置:本站号为0。
FX5的主站使用ADPRW命令与从站进行Modbus-RTU
通信。指令格式为ADPRW s1 s2 s3 s4 s5/d1 d2,
其中:s1为从站本站号;s2为功能代码;01H线圈读
取,02H输入读取,03H保持寄存器读取,04H输入寄
3 变频器通信协议通信应用示例
利用变频器通信协议让变频器以30Hz正转运行,
同时读出变频器输出频率和电压。梯形图如图3所示。
2021年第2期
装备与自动化
59
存器读取,05H线圈写入,06H保持寄存器写入,0FH
多点的线圈写入,10H多点的保持寄存器写入;s3为
Modbus寄存器起始地址=寄存器地址-40001;s4为
访问点数;s5/d1为数据存储软元件起始;d2为输出通
信执行状态的起始位软元件编号。
始地址为H0D;运行频率存储在D2中(K3000)。
5 结束语
与外部模式控制相比,网络运行模式可控制多台
变频器运行(最多达32台),其接线简单,频率调节
方便(运行频率通过指令发送),能通过HMI监控变频
器的运行状态(电压、电流、频率等),因此广泛应用
于多台变频器控制场合(如纺织印染设备控制)。运用
网络运行模式时,需要正确设置变频器侧通信参数和
运行参数,PLC编程注意相关指令的应用。另外,在
实际应用中通常会采用网络模式和外部模式组合的方
式控制变频器,即由外部端子控制运行(正转、反转、
停止)而由通信给定运行频率,这样可以在紧急情况
迅速停车实现安全保障。
4.3 应用示例
利用Modbus-RTU通信协议控制变频器运行,运
行频率为30Hz,运行方向为正转运行。
写入运行模式:ADPRW H1 H6 H9 K1 D0 M10。
运行模式寄存器的Modbus地址为40010,因此起
始地址为40010-40001=9;网络运行模式写入的数据
为H14,因此D0中的数据为H14;该指令含义:向站
号为1(H1站号地址)中起始地址为9的保存寄存器
写入(H6写保存寄存器操作)一个(K1写入数据的个
数)数据(数据存放在D0中),通信状态由M10开始
的辅助继电器记录。
运行控制:ADPRW H1 H6 H88 K1 D1 M20。
运行模式寄存器的Modbus地址为40009,因此起
始地址为8;写入的运行控制数据存放在D1中(H00
表示停止、H02表示正转、H04表示反转)。
写入运行频率:ADPRW H1 H6 H0D K1 D2 M30。
运行频率寄存器的Modbus地址为40014,因此起
参考文献:
[1]李方园.三菱A700系列变频器的设计与应用 第8讲 高速复
卷机的变频通信控制[J].自动化博览,2012,29(9):46-49.
[2]李方园.变频器原理与维修[M].北京:机械工业出版社,2010.
作者简介:王小祥,本科,高级实习指导教师,研究方向为
电气自动化教学。
(上接第41页)
本发放及结果分析,发现教师在项目中的整体平均分
比较低,是整个体系中最薄弱的一项。但也存在个别
差异,部分实施“双主体”校企合作的学校,有工程
师进驻学校,起到了积极的指导作用。
4.5 创新发展
在信息化时代背景下,“双师型”教师的自我提升
与发展是教学能力的软实力,只有紧紧跟随行业岗位
技术更新发展,不断学习更新自己的知识储备库,才
能与时俱进地指导学生。研究通过设置6个三级指标
来检测教师在信息化环境下的创新发展水平。数据显
示,此项目水平整体处于普通阶段,68%的教师会积
极主动利用信息载体拓展知识储备,促进自我提升。
与培养研究[D].重庆:重庆师范大学,2017.
[2]刘晶晶.新时期高职院校教师信息化教学能力提升路径研
究[J].湖北开放职业学院学报,2019,32(20):35-36+41.
[3]朱丽,黄进龙.高职院校教师信息化教学能力提升策略初
探[J].江西化工,2019(6):262-265.
[4]祝智庭,闫寒冰.《中小学教师信息技术应用能力标准(试
行)》解读[J].电化教育研究,2015,36(9):5-10.
[5]黄有文.江苏省高职教师信息化教学能力标准研究[D].无
锡:江南大学,2017.
*基金项目:2018—2020年度信息化教学研究课题(2018LXB0
196);山西省教育科学规划课题(GH-18155)资助
作者简介:王珏敏,硕士,讲师,研究方向为教育管理、电
子与通信工程。
参考文献:
[1]缪巧玲.基于TPACK的职业院校教师信息化教学能力调查