一、應(yīng)用背景
工業(yè)控制技術(shù)經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已從早期的單機控制逐步走向了集中監(jiān)控、集散控制。如今已進入網(wǎng)絡(luò)時代，工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)化也成為工控技術(shù)發(fā)展方向之一。為了方便不同廠家的不同控制單元進行組網(wǎng)，誕生了很多種通信協(xié)議，其中Modbus協(xié)議就是工業(yè)控制器的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中應(yīng)用較為普遍的一種。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)和其它設(shè)備之間可以通信。
因此在很多PLC中也專門針對MODBUS的通訊外圍設(shè)備設(shè)置了專用的驅(qū)動指令。例如臺達PLC中就有“MODRD”、“MODRW”、“RS”等MODBUS資料傳輸指令，但這些指令在使用時每次只能傳輸一組數(shù)據(jù)，無法同時傳輸多組數(shù)據(jù)，這就給設(shè)備的監(jiān)控帶來了一定的麻煩。例如在PLC和變頻器之間通訊，若需要將變頻器運行時的頻率、電流、溫度等數(shù)據(jù)瞬時傳送給PLC，由PLC對這些數(shù)據(jù)做出分析判斷，并將參數(shù)顯示在人機界面中。這時若用同一指令對幾個參數(shù)分別傳送，就會發(fā)現(xiàn)傳出的數(shù)據(jù)并不是我們所需要的，數(shù)據(jù)明顯的出現(xiàn)了混亂，有時還會出現(xiàn)亂碼。
不同的參數(shù)在變頻器中的地址本身就不相同，當(dāng)然我們也需要在PLC中劃分出不同的存儲區(qū)來存放這些參數(shù)。既然地址是不同的那就排除了地址沖突的可能性，所以可能造成數(shù)據(jù)混亂的原因就應(yīng)該是指令傳輸?shù)臅r間發(fā)生了沖突。因此，為了避免多個參數(shù)傳輸時發(fā)生沖突，在區(qū)別其地址的基礎(chǔ)上還需要區(qū)別其傳輸?shù)臅r間。
二、實施方法
就以我公司所生產(chǎn)的新型精梳機為例，來具體說明實施的方法。精梳機是近年來在紡織行業(yè)使用較為普遍的一種設(shè)備，其主要作用是排出梳棉生條中一定長度以下的短纖維，提高纖維整齊度，進一步清除纖維中殘留的棉結(jié)、雜質(zhì)，提高纖維光潔度。由于精梳機的電氣控制部分采用了PLC運算控制，變頻器驅(qū)動調(diào)速，觸摸屏操作顯示的控制主線，因此在三者間就必然會用通訊協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)。其中觸摸屏通過RS232接口與PLC連接，變頻器通過RS485接口與PLC連接。
由于紡織設(shè)備通常使用在高溫、高濕的環(huán)境里，并且空氣中飄浮著大量的棉絮，因此在這種較為惡劣的環(huán)境中應(yīng)用時變頻器是應(yīng)安裝在電氣柜中的。很多情況下我們都是通過電機的負荷來分析機械故障的，而電機的運行參數(shù)又直接反應(yīng)在變頻器上。根據(jù)變頻器所顯示的電機頻率我們可以判斷精梳機的實際運行速度是否符合設(shè)定速度；根據(jù)變頻器所顯示的電機電流我們可以判斷精梳機的傳動機構(gòu)間隙是否合適，軸承運動是否靈活；根據(jù)變頻器所顯示的溫度我們可以判斷變頻器的冷卻風(fēng)道是否被棉絮堵塞等等。但實際使用時電氣柜是關(guān)閉的，而且變頻器的顯示區(qū)每次只能顯示一個參數(shù)，若要查看其它參數(shù)就需要在變頻器上不斷的切換，很不方便。
在這種情況下，操作者和檢修者對設(shè)備的運行情況并不能直觀的了解，這就給檢修與維護帶來了很大的不便，如果能把變頻器運行時的頻率、電流、溫度等參數(shù)在觸摸屏上同時顯示出來，就能直觀的掌握電機的負荷和設(shè)備的運行狀況了。我們使用的是臺達VFD055M43A型變頻器，支持Modbus協(xié)議，參照說明書不難看出頻率、電流、溫度的字址分別是2103H、2104H和210DH，在臺達PLC程序中可以利用“MODRD”指令對變頻器進行資料讀取。為了避免讀取數(shù)據(jù)的時間發(fā)生沖突，可以在PLC中利用軟件來形成循環(huán)的時間脈沖，對這些參數(shù)依次讀取。
假設(shè)在觸摸屏上顯示頻率、電流、溫度的寄存器地址分別是D1、D2和D3，刷新的時間是7個單位時間，先利用PLC編程軟件形成一個如下圖所示的循環(huán)時間脈沖，當(dāng)然編制這個程序也有不同的方法，這里就不詳細敘述了。可以用T1、T2和T3分別來觸發(fā)“MODRD”指令，從而在不同的時間送出所需要的資料。
具體的做法可參照下面的程序，最終傳輸?shù)淖冾l器參數(shù)可以作為一個畫面顯示在觸摸屏中。
PLC中的相關(guān)程序
觸摸屏中的相關(guān)畫面
三、結(jié)束語
當(dāng)然，要實現(xiàn)這些功能還有其它很多種方法，設(shè)計者也可根據(jù)自己的習(xí)慣選擇。此外，也可以根據(jù)顯示參數(shù)的數(shù)量來確定時間脈沖的數(shù)量，最終形成一個脈沖對應(yīng)一個參數(shù)的關(guān)系。也可以通過程序設(shè)定脈沖周期，從而根據(jù)需要來改變參數(shù)的刷新時間，最終實現(xiàn)對多個參數(shù)的通訊傳輸功能。
