一.导言

同步控制系统、比例控制系统和以变频调速器（变频调速装置）为速度控制器的同步控制系统已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般系统结构在工作时，操作人员通过控制计算机(可以是PLC，也可以是工控机)设定比例运行参数，然后控制计算机通过D/A转换模块发出速度指令控制变频调速器，使每个变频调速器驱动电机以一定的速比运行。这种方案更适合电机数量少、电机分布集中的应用系统。但对于大规模生产自动线，一方面电机数量多，另一方面电机分布距离远。采用这种控制方案时，由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界干扰，整个系统的稳定性和可靠性会降低。同时，大量的D/A转换模块增加了系统成本。为此，我们提出了一种由PLC和变频调速器组成的多支路通讯控制网络。该系统具有成本低、信号传输距离远、抗干扰能力强的优点，特别适用于长距离、多电机控制。

二、系统硬件结构

系统的硬件结构主要由以下几个部分组成:

1.FX0N—24MR是PLC、执行系统和用户软件的基本单元，是系统的核心。

2.FX0N—485ADP是FX0N系统PLC的通信适配器。该模块的主要功能是作为计算机-PLC通信系统中的子站，接收计算机发送给PLC的信息，或者在多个PLC组成n:n网络时作为网络适配器。一般只作为指定协议的接收单元。在分析其结构的基础上，作者将其作为通信主站来完成变频调速器控制信号的传输。

3.FR-CU03是FR-A044系列比例调速器的计算机连接单元，符合RS-422/RS-485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的联网。该单元可以在网络上实现变频调速器的运行控制(如启动、停止、运行频率设定)、参数设定和状态监视，是变频器（VFD）的网络接口。

4.FR—A044变频测量仪实现电机调速。

在1:n(本文中为1:3)多分支通信网络中，每个VFD为一个子站，每个子站都有一个站号，由参数设置单元预先设置。工作过程中，PLC通过FX0N—485ADP发送相关命令信息后，各分站接收该信息，然后各分站判断该信息的站号地址是否与本站的站号一致。如果是，则处理该信息并返回响应信息；如果不是，则放弃信息处理，从而保证网络上同一时刻只有一个子站可以与主站交换信息。

三，软件设计

1.通信协议

计算机与VFD的通信过程最多可以分为五个阶段。

（1）计算机发送通信请求；

（2）VFD处理等待；

（3）VFD进行响应；

（4）计算机处理等待；

（5）电脑会回应。

根据不同的通信需求完成相应的流程，比如写VFD启停控制命令？~?三个过程；监控VFD运行频率时完成？~?五个过程。无论是写数据还是读数据，都有来自计算机的请求，VFD只是被动接受请求并响应。每个阶段的数据格式都不一样。

2.PLC编程

为了实现对VFD的控制，必须对PLC进行编程，以实现对PLC和VFD之间信息交换的控制。PLC程序应完成FX0N—485ADP通信适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换和VFD响应信息的处理。PLC梯形图程序(部分程序)。程序中的通信发送缓冲区为D127 ~ D149；验收缓冲区为D150~D160。1电机的启动和停止分别由X0的上升沿和下降沿控制；2电机的启动和停止分别由X1的上升沿和下降沿控制；3电机的启动和停止分别由X2的上升沿和下降沿控制。程序通过系统启动脉冲M8002初始化FX0N—485ADP的通信协议；然后开始和停止信号被处理。以电机1启动为例，X0上升沿在M50处啮合，站号VFD1送到D130，运行命令字送到D135，ENQ、写运行命令的控制字、等待时间写入D131、D132、D133由程序员预先设定。然后核对总和，发给D136和D137；最后，M8122被设置为允许RS指令向发送控制信息。VFD收到信号后，会立即返回响应消息。此消息FX0N—485ADP由后置M8132接收，PLC会根据情况做出相应处理后结束程序。

四。结论。

1.实际应用表明，该方案可以通过网络实现PLC对变频调速器的运行控制、参数设置和运行状态监控。

2.该系统可以控制多达32个变频调速器，最大距离为500米。

3.控制多套VFD，成本明显低于D/A控制方式。

4.随着VFD的增大，通信时延增大，系统响应速度低于D/A控制方式。