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施耐德变频器ATV71与ATV61的MB+连接


ATV71 与 ATV61 的 MB+连接
施耐德(苏州)变频器有限公司 市场部 邓黎勇 2006 年 7 月

目录
本文的目的 MB+总线简介 可选网络连接附件 Step-by-Step 实现 Modbus Plus 连接 1. 通讯卡 VW3 A3 302 的安装与设置 2. 变频器的参数设置 ? 通讯参数的设置 ? 命令通道的设置

? 读写参数的设置 ? 举例:读写变频器的加速时间 3. MB+网络配置(Concept) 4. 注意事项!!! 5. 变频器通讯控制流程 DriveCom 6. 命令字 CMD 和状态字 ETA 其它

本文的目的: 本文的目的:
这篇文章的目的是指导施耐德技术工程师、销售人员、分销商的技术工程师、 以及用户的工程师如何用施耐德 ATV71/ATV61 变频器连接 MB+ 网络。文章风 格追求简捷易懂,如果有更复杂应用的要求,请在本文的基础上参照 ATV71 的 Modbus Plus 用户卡(VW3 A3 302)用户手册。
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MB+总线简介: 总线简介: 总线简介
MB+总线,又称为 Modbus Plus 总线,是施耐德公司主推的一个高速对等通讯 网络。它能够采用 RS485 双绞线或者光纤连接,并可用光纤组成一个冗余环。 当采用双绞线连接时,最远距离可达 450 米;采用中继器后,最远距离可达 1.8km;如果采用光纤,最远距离是 3km(单段)/13km(采用中继器)。

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可选网络连接附件: 可选网络连接附件:
ATV71、ATV61 变频器通用的 MB+网卡的型号是 VW3A3302,外形如右图所示。 作为一个标准的 MB+总线的从站设备,该卡有一个 标准的 9 针 SUB-D 母接头。可以采用 PLC 的标准 MB+总线的分支器和分支电缆实现连接。

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Step-by-Step 实现 Modbus Plus 连接
302 的安装与设置: 通讯卡 VW3 A3 302 的安装与设置:
1.安装

所有通讯卡、IO 扩展卡、Controller Inside 卡的安装,都按上图所示安装。

2.设置 右图是通讯卡示意图。 1.LED 指示灯 2.MB+寻址开关 3.9 针 SUB-D 型母接头 硬件上,需要通过寻址开关设置该卡 的地址; 软件上,需要在通讯菜单里做如下设置:
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变频器的参数设置: 变频器的参数设置:
1.通讯参数的设置: 在 1.9 通讯菜单里,设置 MODBUS PLUS 参数

其中最关键的是如下 4 个参数: 1)Peer Cop Peer Cop参数被用作控制变频器的PLC上的周期性输出变量。 如果要通过MB+网络接收来自PLC的指令,就需要启动Peer Cop; 相反,如果MB+网络仅仅是用来监视变频器的运行而不发送任何指 令,则该参数可以被禁用。

2)Number of Registers 当 Peer Cop 被启动后,需要结合变频器的 Scanner Output 参数来决定给 变频器的哪些参数发指令。也就是说需要修改多少个变频器参数。 由于 Scanner Output 最多有 8 个参数,因此 Number of Registers 的值仅 在 1-8 的范围内有效。

3)Global Tx Global Data(全局数据)参数被用作控制变频器的 PLC 上的周期性输 入变量,结合变频器的 Scanner Input 参数来决定读取变频器的哪些参 数的值。 由于 Scanner Input 最多有 8 个参数,因此 Global Tx 的值仅在 1-8 的 范围内有效。

4)Command Station 由于 MB+是一个多主站的系统,所以必须指定给变频器发送指令的主 站的地址。当然如果没有启动 Peer Cop,就无需设置了。

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2.命令通道的设置 如果用户要通过 MB+ 网络实现对变频器的启动、停止和速度给定的控 制,则需要对命令通道的相关参数进行设置。如果仅仅是读取或者修改 变频器的一些参数,则可以跳过此段。 通过通讯给定速度: 在变频器的 1.6 命令菜单里,当变频器插上通讯卡后,给定通道的选项 里会新增一项选项:通信卡。如果用户需要通过 MB+ 通讯给定速度,则 将给定通道选择为“通信卡”。

通过通讯控制起停: 当变频器 插上通 讯卡 后,命令 通道设 置的 选项里会 增加一 项“ 通讯 卡”。如果用户需要通过 MB+ 通讯控制变频器的起停,则需要将命令通 道设置定义为“通讯卡”。

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3.读写参数的设置 在变频器的“1.9 通信”菜单里,前两个子菜单分别是 COM.SCANNER INPUT 和 COM.SCANNER OUTPUT。通过对这两个子菜单的设置,我们可以 实现变频器和 PLC 之间的数据交换。 要注意:这里 INPUT 和 OUTPUT 是从 PLC 的角度去看的!对于变频器, INPUT 是它要发送给 PLC 的数据,OUTPUT 是它接收的来自 PLC 的数据。 COM.SCANNER INPUT

这个菜单内含 8 组参数,从 Scan.IN1 address 到 Scan.IN8 address。 用来定义 PLC 要读取变频器的哪些参数的数据(读)。

COM.SCANNER OUTPUT 这 个 菜 单 内 含 8 组 参 数 , 从 Scan.Out1 address 到 Scan.Out8 address。用来定义 PLC 要修改变频器的哪些参数的数据(写)。

变频器内部有数百个参数可供读写,这些参数都被分门别类地整理并被 分配了访问的地址。参考 ATV71 中文通讯手册,查找出需要访问的参数 的地址,并把这个地址写到 COM.SCANNER INPUT 或 COM.SCANNER OUTPUT 菜单的参数里,就可以实现对该参数的访问。
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4.举例:读写变频器的加速时间。 以加速时间(ACC)为例,在手册中(P201)查找到 ACC 的描述如下:

十进制的逻辑地址 9001,其读写类型为 R/W,意为可读可写。 如果我们要通过通讯读取该参数的值,那么我们在 COM.SCANNER INPUT 菜单里将 8 个参数里的一个的值改为 9001,我们就可以读取到变频器的 加速时间参数的值;如果我们要通过通讯修改该参数的值,那么我们在 COM.SCANNER OUTPUT 菜单里将 8 个参数里的一个的值改为 9001,我们就 可以修改变频器的加速时间参数的值。 在出厂设置里,COM.SCANNER INPUT 菜单的 8 组参数初值为: Scan.IN1 address : 3201 Scan.IN2 address : 8604 Scan.IN3 address : 0 Scan.IN4 address : 0 Scan.IN5 address : 0 Scan.IN6 address : 0 Scan.IN7 address : 0 Scan.IN8 address : 0 它的含义是:我们可以一次读取变频器中 8 个参数的值,第一个参数是 状态字 ETA 的值(注:从通讯手册中查找到的状态字 ETA 的地址是 8603,但是 3201 也是状态字的另一个未公开的地址),第二个参数是输 出速度 RFRD 的值。其它 6 个地址都是 0,故没有对应的参数。 在出厂设置里,COM.SCANNER OUTPUT 菜单的 8 组参数初值为: Scan.Out1 address : 8501 Scan.Out2 address : 8602 Scan.Out3 address : 0 Scan.Out4 address : 0

Scan.Out5 Scan.Out6 Scan.Out7 Scan.Out8

address address address address

: : : :

0 0 0 0

它的含义是:我们可以一次修改变频器中 8 个参数的值,第一个参数是 命令字 CMD(注:从通讯手册中查找到的命令字 CMD 的地址是 8601,但 是 8501 也是命令字的另一个未公开的地址),第二个参数是速度给定 LFRD。其它 6 个地址都是 0,故没有对应的参数。 因此,对于本例,设置: Scan.IN3 address : 9001 PLC 就可以读取 ACC 参数。设置: Scan.Out3 address : 9001 PLC 就可以修改 ACC 参数。 综上所述,通过 MB+ 控制变频器,在变频器参数设置方面很简单,只需要设置 需要读取或修改的参数的地址就可以了。一般情况下,采用缺省的出厂设置就 足够了。
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MB+网络配置(Concept): MB+网络配置(Concept): 网络配置
施耐德公司主推的 MB+总线,是一个即插即用的工业总线,因此它不需要特别 的网络组态软件,仅需要在 PLC 里做一些相应的配置就可以了。 下图所示是 Concept 软件的画面,点击“1”所示的区域,然后选择 Peer Cop “2”并点击 OK。从而启动 PLC 的 Peer Cop 功能。

打开 Peer Cop 配置窗口,我们用下图所示的 Global -> Input 来读取来自变频器 的信息;用 Specific -> Output 来给变频器发指令。

点击 Global Input 按钮,弹出的窗口用来设置将来自变频器的数据放到 PLC 的 哪个寄存器内。 窗口如下图所示,左边是用来指定变频器的 MB+地址,右边是用来指定将读取 到的数据放到 PLC 的哪个寄存器中。 在下面的例子中,我们读来自 MB+地址为 12 的设备的数据,一次性连续读取 8 个寄存器的数据(即变频器的 Scanner Input 中定义的 8 个变量),并且放置到 PLC 的 30030 至 30037 中去。

同样的道理,下图显示了如何配置 Specific Output,我们通过它来向变频器发送 指令。 在下图中,从左到右,12 表示给地址为 12 的设备发送指令,401100 表示第一 个指令寄存器的地址,8 表示连续 8 个寄存器。 这样,从 401100 到 401107 共 8 个寄存器的值就和变频器的 Scanner Output 中设 置的 8 个变量对应了起来。

综上所述,经过上面的例子的设置,变频器参数与 PLC 参数的对应关系如下: PLC 地址 300030 300031 300032 ... 300037 401100 401101 401102 ... 401107 变频器参数 Scan.IN1 Scan.IN2 Scan.IN3 ... Scan.IN8 Scan.Out1 Scan.Out2 Scan.Out3 ... Scan.Out8 变频器出厂参数 3201 (ETA) 8604 (RFRD) 0 (未使用) ... 0 (未使用) 8501 8602 0 ... 0 (CMD) (LFRD) (未使用) (未使用)

输 入

输 出

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注意事项!!! 注意事项!!!
在 Peer Cop 里,Global Input 和 Specific Output 的数据类型有两种,即上图中的 BIN/BCD。在 Concept 的描述中,如果数据是代表逻辑量的 0****或 1****,数 据类型用 BIN,而如果是普通的变量,则需要用 BCD(10 进制)。 但是,变频器的数据读写全部是按照 16 进制进行的。如果这里被定义成 BCD,那么如果 PLC 发送了一个 10 下来,则变频器会将它读为 16!所以,在 上图所示的数据格式中,必须将数据类型定义为 BIN!!! 必须将数据类型定义为 !!! 注意: 复位)。 注意:操作流程 (PLC 在线后先发 16#80 复位)。 1.先发 16#6 给 PLC,此时变频器处于 READY 状态;然后正转指令为 16#F . 状态; , 变频器开始运行并加速, (变频器开始运行并加速,此过程 ETA 状态位会由 16#0237 变为 16#0637)达 ) 到预定速度, 到预定速度,变频器为正转运行 2.先发 16#6 给 PLC,此时变频器处于 READY 状态;然后反转指令为 . 状态; , 16#080F(变频器开始运行并加速,此过程 ETA 状态位会由 16#8237 变为 始运行并加速, (变频器开始运行并加速 16#8637)达到预定速度,变频器为反转运行。 )达到预定速度,变频器为反转运行。
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DriveCom: 变频器通讯控制流程 DriveCom:
对于仅仅通过通讯读写一些参数的应用,上述的内容已经能够满足需要了。但 是如果要通过通讯来控制变频器的启停,那么用通讯方式和用端子方式是有区 别的。 变频器处于端子控制方式时,比如两线制控制,LI1 为正转,LI2 为反转。变频 器上电就显示 Ready。我们闭合 LI1,变频器即按照给定的速度运转,断开 LI1,变频器则停车。 但是,在这种情况下,如果变频器内部有诸如短路等故障,上电即 Ready 会造 成一些不可预测的后果。因此,在通讯方式下,变频器是分阶段检测其状态, 并且分阶段投入使用的。 参考下图(ATV71 变频器通讯手册第 20 页),当变频器上电时,如果没有故 障,则变频器处于状态 2(通电被禁止)。此时变频器状态是 NST,如果通了三 相交流电,则状态字 ETA 最后两位的值为 16 进制的 50,否则是 16 进制的 40。 这时,给变频器发命令字 CMD=16#0006,如果变频器无故障,则变频器进入状 态 3(通电准备好)。这时,如果通了三相交流电,则状态字 ETA 最后两位的 值为 16 进制的 31,否则是 16 进制的 21。 然后我们给变频器发命令字 CMD=16#0007,则变频器完成起动准备,进入状态 4。此时三相电必须加上。状态字 ETA=16#**33。

如果要运行,我们给变频器发命令字 CMD=16#000F(正转),则变频器进入状 态 5。此时如果要停车,我们给变频器发命令字 CMD=16#0007,则变频器返回 状态 4。 在大多数情况下,变频器在状态 4 和状态 5 之间切换,只有当出现快速停车、 故障、或者重新上电后,才需要再根据下图的流程表确定如何响应。
有些用户鉴于 I/O 控制的习惯,不喜欢走流程这种方式,对应的我们有 I/O 模式的通讯控制方 法。但是,这并不是一种好的控制方法。在 DriveCom 通讯控制模式下,变频器有任何故障都能 够被及时发现并防止一些意外的发生。比如,之所以有那么几步看似麻烦的启动前的步骤,其 实是变频器一步一步地检测其内部的状态,并且一段一段地上电,只有完全正常后,才会把变 频器完全上动力电。这样能够及时发现变频器的内部短路等硬件故障。而如果采用了 I/O 模 式,就没有这样的防范措施了。 方式控制变频器 控制变频器!!! 因此,我们强烈建议用户采用 DriveCom 方式控制变频器!!! 我们强烈建议用户采用

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ETA: 命令字 CMD 和状态字 ETA:

下面是对命令字 CMD 各个位的定义和一些常见命令的例子。 注意:有的位是 0 有效

下面是对状态字 ETA 各个位的定义

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其它: 其它:
本文的内容到此就结束了,感谢大家的耐心阅读。对于 ATV71、ATV61 连接 Modbus Plus 网络,如果大家感觉上述内容过于简单,请参考以下资料。 ATV71 用户手册 通讯参数 ATV71 用户手册 Modbus Plus 通信卡 VW3A3302 ATV71 异步电机变频器 编程手册
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