Euro590+直流调速器通讯控制-Modbus总线控制
一、590+Modbus通讯控制概述
目前在塑料机械、电工机械的设备控制系统中，普遍使用英国EUROTHERM公司-欧陆590+直流驱动器作为直流电机的驱动，该直流驱动器具有较高的性能价格比，常规的控制方式通常采用可编程序控制器和可编程序控制器的A/D、D/A、I/O模块对590+直流驱动器进行控制，当590+直流驱动器的数量较多时，需要增加大量的互联线和PLC模块，既增加成本，也增加接线的工作量。随着通讯技术应用越来越广泛，590+直流驱动器也内置3种基于RS422-485方式的通讯协议：ASCII/Binary/Modbus。与传统的控制方式相比较，通讯控制有以下几个方面主要优点：
1、使590+直流驱动器的控制线路简单化
由于大多数工业总线的物理层均为RS422-485连接方式，这样可编程序控制器PLC至590+直流驱动器的控制线路可采用最简单的屏蔽双绞线连接方法，与传统的端子控制模式相比较，不仅可以节省联接线缆的费用，同时也可以最大限度地避免人工接线过程中出现的失误。
2、590+直流驱动器与可编程序控制器-PLC之间直接进行数字交换
由于可编程序控制器和590+直流驱动器均为数字控制器，采用通讯控制方式可以实现两者之间的直接数字交换，与传统的I/O控制方式相比较，不仅可以节约可编程序控制器A/D、D/A、数字量I/O模块的费用，同时，控制精度也能够得到最大限度的提高。
例如，对590+直流驱动器采用传统的模拟量控制和反馈时，其静态控制精度为0.1%；如采用通讯控制和数字反馈时，其静态控制精度可达到0.01%。（来自Euro590+用户手册）
3、多台590+直流驱动器的远程集中监控
随着设备的自动化要求的不断提高，远程集中监视、控制已经成为控制系统中不可或缺的组成部分。采用传统的I/O控制方式费时费力，而采用通讯控制方式则可轻易实现。
采用通讯控制方案，可以通过可编程序控制器对多台远程590+直流驱动器实现控制：
? 590+直流驱动器参数的设置和调整
? 590+直流驱动器实际运行值的监视和控制 ? 590+直流驱动器的故障诊断和管理
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4、590+直流驱动器通讯控制模式可以简单地分为低速和高速两大类。
低速通讯是指采用标准的串行连接方式，其数据传输率最大为19.2Kbit/s，针对590+直流驱动器而言，支持标准串行通讯的协议有Modbus、ASCII字符/Binary。
高速通讯是指采用数据传输率较高的工业网络，对于590+直流驱动器可采用如Ethernet、Modbus Plus、CAN Open、Profibus-DP、Lonworks、DeviceNet等方式。
低速通讯和高速通讯的选择一般应综合以下几方面因素： ? 从站的数目
? 交换数据的数量 ? 响应时间 ? 通讯距离 ? 价格等
低速串行总线一般仅包含网络概念的OSI(Open System Interconnection)模型中的协议层以下的信息，用户在对驱动器进行通讯控制时需要编写相应的通讯程序，同时由于传输速率较低，在响应时间要求较高的场合有一定的局限性。但串行总线一般是可编程序控制器和调速控制器的基本配置，无需增加额外成本，在价格上有明显的优势。
高速工业网络一般均包含了OSI模型中的最高层 - 应用层，即在网络应用中预先设定了某些必要信息，这些信息将由网络系统自动进行交换，同时将交换后的数据映像在可编程序控制器的相应内存中，也就是说，在采用高速工业总线对调速控制器进行控制时，用户无需编写通讯程序，只需对相应内存进行读写操作，即可实现对调速控制器的高速通讯控制。但高速工业网络需要专用的通讯网卡及附件(线缆、接头等)，成本较高。
本文介绍采用Modbus通讯协议的通讯控制技术，这种通讯方式比采用标准ASCII方式编程更简单、通讯更加可靠。
下面以590+直流驱动器Modbus 总线通讯控制为例，简单介绍了Modicon TSX Micro PLC的编程方法。
二、590+直流驱动器的通讯控制参数的设置和Modbus总线的联接 1、菜单MMI Menu Map-类型选择TEC OPTION-类型TEC OPTION TYPE：RS485，类型选择TEC OPTION-协议PROTOOL：MODBUS RTU
2、类型选择TEC OPTION-波特率BAUD RATE、组号GROUP ID、地址号UNIT ID等需根据PLC和设备的要求选择。 3、Modbus 协议、590+直流驱动器接口
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MODBUS 协议是美国Modicon公司发明的一种基于设备之间通讯的协议。MODBUS协议将通信参与者规定为“主站”(MASTER)和“从站”(SLAVE)，主站可向从站发送通信请求，每个从站都有自己的地址编号，数量最多可达247个。它通过多达24种的总线命令实现主站和从站之间的信息交换，具有简单、高效、可靠、和容易实现等优点。从功能上看，它可以认为是一种现场总线，不同厂商生产的设备控制器通过Modbus协议方式可以相互连成工业网络，进行整个系统的集中监控，因而得到了广泛的应用。应众多设备制造商的要求，Modicon公司将该协议完全公开，成为了“事实上的工业标准”。
MODBUS 协议有 ASCII 和 RTU (远程终端单元)两种传输方式，在ASCII 方式中，消息中的每个8Bit字节需2个ASCII字符，其优点是允许字符的传输间隔达到1秒而不产生错误；在RTU方式，每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符，其优点是，在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据，但每个消息必须以连续的流传输，约95%的Modbus总线采用RTU方式。590+直流驱动器采用Mobus RTU传输方式。Modbus 协议是一个完全开放的主从式异步串行通讯协议，主站和从站之间允许多点连接，实现主站对一个或多个从站的通讯。主站对从站的访问方式有两种：
? 查询方式：主站对一个从站进行对话并等待其应答 ? 广播方式：主站对所有从站进行对话 (不等待应答)
在Modbus协议中，主站在信息交换中是主动的，即只有主站唯一对数据的交换进行管理，从站只能在主站要求其应答时发送信息，从而避免了信息的冲突；同时，数据交换采用严格的检验方法(如CRC - Cyclical Redundancy Check，循环冗余检验)，以保证数据交换的正确性。例如，主站发送完访问指令后，在设定时间(Time-out)内等待从站的应答，并对回应的数据进行检验，如正确无误，则发送下一条指令。当出现错误时(如检验不正确或从站无应答)，主站将按设定的重试次数重新发出指令，如果错误仍然存在，主站将报告相应的错误信息。
590+直流驱动器采用MODBUS方式与可编程序控制器可以方便的实现多点通信。采用带有120?特性阻抗的屏蔽双绞线，确认在通讯电缆的两边都有终端匹配电阻（120?），并将屏蔽小心接地。从站数限制为32个以下。Modbus协议规定每个消息不超过256个字节。
可编程序控制器PLC与590+直流驱动器连接
见下图
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网络末端的590+直流驱动器的DIP选择开关-1：OFF、2：ON 其它的590+直流驱动器的DIP选择开关-1、2：OFF
三、590+直流控制器通讯控制PLC编程举例
施耐德电气公司的Modicon TSX Micro PLC是一种面向机器的中小型PLC，本机最大可达256 I/O点，具备强大的内存扩展和通讯扩展功能；其编程软件PL7 PRO4.2与中型PLC Premium兼容，不仅编程简单方便，同时具有中型PLC的强大功能(如丰富的库函数和算术表达式编程等)。
在Micro PLC上实现Modbus主站有两种方式：
1、通过编程软件直接将编程端口(Channel 0)设置为Modbus Master的通讯方式。
2、在通讯扩展插槽(Channel 1)内插入TSXSCP114 - RS485 PCMCIA多协议通讯卡，通过编程软件将该通讯卡设置为Modbus Master方式。注意：使用TSXSCP114 - RS485 PCMCIA多协议通讯卡最多联接8个从站。
注意，采用第一种方式时，通讯口为非隔离的，当传输距离大于10米时应采用总线隔离器(如：TSXPACC01)。此外，Modbus通讯参数必须与变频器一致。
在PLC的软件编程中，通过库函数中的通讯指令即可简单地实现对590+直流控制器的内部通讯变量的访问：
例如，以Tag方式Speed Feedback-Tag 63，写Ramp Input-Tag 5：
通讯启停
%MW100:X0
READ_VAR(ADR#m.v.i,’%MW’,62,1,%MW10:1,%MW100:4)
%MW110:X0
WRITE_VAR(ADR#m.v.i,’%MW’,4,1,%MW20:1,%MW110:4)
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读变量：将590+直流控制器Tag63中的数据读入PLC内部数据区%MW10中，%MW100:4为4个字的通讯管理参数，%MW100:X0为通讯启停标志位
写变量：将PLC内部数据区%MW20中的数据写入590+直流控制器Tag5中 其中： m - 模块号(对Micro PLC为0)
v - 通道号(编程端口为0，通讯扩展口为1) i - 从站地址(变频器设置的Modbus从站号)
因590+直流控制器的Tag号码比较分散，当需要读写的数据较多时，可将需要读写的Tag号码在初始化程序中赋给从PNO96开始的16个地址指针，然后在主程序中读写从PNO112开始的连续16个字即可，程序略。
有关Micro PLC通讯及编程的详细说明参见“Modicon TSX Micro PLC 用户手册”。590+直流控制器的通讯协议参见590+系列通讯技术手册-RS485通讯界面。
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