前言: 隨著計算機信息技術的快速發展，生產過程對生產效率和生產工藝的要求進一步提高。變頻器作為驅動器在工業自動化領域得到了越來越廣泛的應用。在冶金冷軋行業中，系統集成度和數字化控制程度的高低決定著產品的質量和產品生產效率，同時也決定了廠家能否在行業競爭中占據一席之地。佛山某鋼鐵廠冷軋薄板線使用四方E380系列變頻器，三菱FX2NPLC和西門子直流驅動，S7-300組成的系統，在系統設計可靠性和工藝要求上達到國內先進水平，本文將對其進行簡單介紹，對四方變頻器在系統中與三菱PLC通訊將進行著重的說明。 方案與控制原理: 該生產線傳動部分如開卷機、卷取機、軋制主機等采用直流他勵電機，使用西門子直流驅動器與西門子PLC控制。冷卻使用兩臺22KW交流電機，酸洗四臺75KW交流電機，交流電機采用四方E380系列變頻器與三菱PLC進行集中控制。兩套PLC系統作為下位機，上位機用組態王組態對下位機進行控制和對現場進行監控。 整條生產線的冷卻液由上述兩臺冷卻泵提供，通過一臺變頻器進行控制驅動。根據生產線速度和材料厚度要求，上位機決定所需壓力和流量傳送到PLC，再由PLC對變頻器進行驅動控制。為保證工藝要求，現場用一壓力變送器反饋到變頻器進行閉環控制。PLC定時對變頻器發送PID設定值，同時讀取PID反饋參數，電機輸出電流，當前輸出頻率以便進行集中處理。當變頻器運行到上限頻率，而系統壓力反饋信號還達不到系統所要求時，PLC通過讀取變頻器參數，對電機進行切換，通過控制接觸器將電機從變頻驅動狀態改成工頻驅動，同時變頻器啟動第二臺電機變頻運行，由第二臺電機作PID閉環恒壓控制。反之當反饋值大于設定值時，變頻電機轉速下降直到輸出下限頻率，如果此時反饋壓力還大于設定壓力，PLC將停止第二臺電機的驅動，同時將第一臺電機工頻切換為變頻PID閉環恒壓控制。 四臺75KW電機分兩組由兩臺變頻器分別控制。在原材料進入生產線加熱后表面附有一層氧化物，要除去這層氧化物，需要使用一定比例和壓力的酸性液體來清洗掉，才能進入下一道工序。這兩組酸泵電機就是在不同的位置根據不同的線速度對鋼薄板清洗。同樣用壓力變送器把4-20mA信號送到變頻器作反饋控制用。控制原理同前面兩臺冷卻泵一樣。整條生產線工藝非常嚴謹，為了盡量提高成材率和生產效率，在三組泵的主管道在還安裝了電接點壓力表設置上限壓力，當壓力達到上限時，壓力表送出一個信號，通過PLC讀取，反饋到上位機以提示操作員及時處理。 硬件通訊 由于四方變頻器是使用自定協議通訊，使用RS485半雙工作為物理電氣連接口，與三菱FX2N通訊需要外加一塊FX2N-485BD板。而FX2N-485BD板用的是全雙工通訊模式，所以要與半雙工的變頻器正常通訊就得在接線方式和內部程序上作特別處理。最后一臺要并一個330歐的終端電阻。在接線上如下圖所示： 程序: 四方變頻器通訊控制命令分為六類，各組幀頭和幀尾分別是十六進制數據5A和0D。本例中要讀取運行參數的是1號命令，數據發送幀長度是14個字節，修改RAM參數是3號命令，發送幀長是18個字節。控制命令是4號命令，發送幀長是15個字節，變頻器數據返回幀長18字節。三菱PLC用于自由口通訊的指令是RS指令，特殊數據寄存器D8120根據變頻器的通信格式（如奇偶校驗，波特率）等通訊參數，設定PLC的對應參數。考慮到主機是全雙工通訊，而從機是半雙工通訊，主機在發送數據的同時會把發送的字節內容存在接收的地址前面，所以在內部收發地址上要作特殊處理，地址D482-D499接收的是發送的18個字節，從D500開始接收的是實際變頻器返回的數據。如果發送的字節最多是15個，那么接收的地址個數相應的往前推3個，同時接收的字節數也相應的減少3個改為K33。部分程序如下： 在本例中要定時對多組數據進行定時發送和讀取，而RS指令在同一時間只能處理同一事件。所以在在每發送和接收一組數據時要有一定的時間間隔才能啟動下一組數據處理。這就要求主機在程序內部分時把每組數據的讀取與發送嚴格區分，程序如下： 如果在有些工程中需要對幾十組數據進行讀寫通訊，可在區分每組數據的接收與發送時調用子程序的方式實現，不過需在此方式下編程要注意某些位的狀態。在本例中通訊指令只用了一條，在接收時就需要區分是發送哪組數據變頻器所返回的數據，所以在程序上要用變址功能把返回的數據校驗和計算后加以區分，程序如下： 程序完成后要對變頻器的通訊參數設置，變頻器的主要幾個通訊參數設置如下： 　　F0.4:0002（運行命令通道） F8.0:0021（PID控制） 　　F8.1:0201（PID設定與反饋通道選擇） F9.0:0015（通信設置） 　　F9.1:（根據每臺站點設置地址） F9.3:0000（通訊輔助功能設置） 調試: 變頻器的TA與TB端設置成報警輸出，把報警信號送到PLC以便在上位機上監控到。當出現故障操作員可以訊速作出處理。在現場調試時把程序分段單臺調試以提高調試速度，出現問題也容易解決，特別要注意的是干擾造成接收數據出錯不能校驗，在通訊線上必需用屏蔽雙膠線，屏蔽層接地。 結束語: 采用上位機控制和監控，下位機PLC對變頻器通訊控制，通過動態數據的交換，上位機隨時對變頻器遠程監控，所有數據在屏幕上一目了然，調試后效果顯示集中操作非常簡便，系統運行穩定可靠集成度提高，產品質量和生產效率也大大提高。