1  引言
        变频器与plc配套应用是常见的自动化集成系统。由plc发出启动、停止、运行频率等指令，来控制变频器的运转及频率输出，达到控制生产过程自动化目的。基于串行通讯的变频器与plc集成技术具有的优点得到广泛的工程重视。本文介绍三菱变频器三菱变频器f700与西门子plc s7-200在自由口模式下的串行通信，达到plc对变频器的便捷控制。
2  变频器与PLC的连接
        plc s7-200与三菱变频器通信采用rs485接口的串行方式。s7-200侧为九针接口，三菱变频器为rs485端子，采用二线式连接，电缆接线如附图所示。


3  通讯系统设计
3.1 plc的自由口通信模式
        s7-200支持自由口通信模式。自由口模式使s7-200可以与许多通信协议公开的其他设备和控制器进行通信。波特率为1200～115200 b/s(可调整)。
        自由口模式的数据字节格式总是有一个起始位、一个停止位，用户可以选择7位或者8位数据，也可以选择是否有校验位以及是奇校验还是偶校验。
        在自由口模式下，通过使用发送中断、接收中断、发送指令(xmt)和接收指令(rcv)，为所有通信活动编程。在自由口模式下，通信协议完全由用户程序控制。
3.2 三菱变频器专用协议
        在自由口模式下，plc与变频器通信遵循三菱变频器专用协议。首先，按照变频器通讯规格对变频器参数进行设置(具体参照变频器手册)。其次通信采用以下步骤：
        向变频器发送要求数据(变频器不会自动发送数据)，经变频器等待时间后，从变频器向plc发送返回数据，等待变频器处理事件后，进行再处理。plc与变频器通信以ascii码(16进制)进行。plc对变频器进行运行状态监控、运行频率设置、启动、停止等操作。这些数据的收发采用不同的数据模式。如运行频率采用附表所示数据模式。


        附表中，enq为控制符，实际发送16进制数据05，其余皆为ascii码表示。变频器站号范围为0～31,指令代码在变频器手册中给出，如运行频率写入为‘ee’。不同运行指令有不同数据。求和校验求法如下：将从“站号”到“数据”的ascii码按16进制加法求总和，再对和的低两位进行ascii编码。字符数13是结束字符可以是cr或lf。
4  自由口通信编程设计
        下面用实例来介绍自由口模式下的通信，plc向变频器发送20hz频率。(要使频率写入有效，开始时plc先向变频器发送“写入”指令，命令代码‘fb’。)
        主程序：
        网络1：
        ld  sm0.1 //初始化
        movb 16#09, smb130  //端口1自由口模式，波特率9600，每个字符8位，无校验
        movb 16#b0, smb187 //写接收指令控制字，允许rcv，检测信息结束字符、空闲线起始条件
        movb 16#0d, smb189 //设置信息结束字符为16#0d(回车符)
        movw +5, smw190 //设置空闲线检测时间间隔为5ms
        movb 100, smb194 //设置最大字符数为100
        网络2：
        ld     sm0.0
        movb 16#0d, vb100 //发送数据字符数为13
        movb 16#05, vb101 //通讯要求
        movb 16#30, vb102 //变频器站号01
        movb 16#31, vb103 
        movb 16#44, vb104 //频率写入命令代码
        movb 16#44, vb105
        movb 16#31, vb106 //等待时间1×10ms
        movb 16#32, vb107 //发送频率20hz
        movb 16#30, vb108
        movb 16#30, vb109
        movb 16#30, vb110
        movb 16#44, vb111 //求和校验码de
        movb 16#45, vb112
        movb 16#0d, vb113 //结束字符
        movb 0, mb10
        网络3：
        ld sm0.0
        atch int_0:int0, 26 //端口1发送完中断，连接到中断0
        atch int_2:int2, 24 //端口1接收完中断，连接到中断2
        eni  //允许中断
        网络4：
        ld sm0.0
        r sm187.7, 1 //禁止接收(避免接收发送冲突)
        rcv vb149, 1
        xmt vb100, 1  //开始发送
        中断程序0：
        网络1：
        ld sm0.0
        movb 5, smb35
        atch int_1:int1, 11 //定时中断到中断1
        中断程序1：
        网络1：
        ld sm0.0
        dtch 11
        s sm187.7, 1 //允许接收
        rcv vb149, 1 //开始接收
        中断程序2：
        网络1：
        ld sm0.0
        incb mb10 //每发送接收完一次mb10加1
        ab= mb10, 3               //当超过3次，退出不再发送
        creti
        网络2：
        ldb= smb186, 16#20 //接收无误条件下
        ab=  vb150, 16#06  //接收数据无错误，退出
        creti
        not  //否则，再发送
        r sm187.7, 1
        rcv vb149, 1
        xmt vb100, 1
5  结束语
        变频器与plc在自由口模式下通信，具有很大的灵活性，方便了工程应用。笔者在实际项目中进行了运用，以上方法成功通过，并收到较好的效果。

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