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馬 巖 （陜西恒鑫精密紡織機(jī)械有限公司）

    摘要：本文介紹了一種在數(shù)據(jù)通訊過(guò)程中用一個(gè)指令來(lái)傳輸多個(gè)參數(shù)的方法，有效的解決了一些通訊過(guò)程中無(wú)法同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)，或是無(wú)法同時(shí)傳輸多個(gè)參數(shù)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：Modbus；通信協(xié)議；變頻器；時(shí)間脈沖

一、應(yīng)用背景

    工業(yè)控制技術(shù)經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展，已從早期的單機(jī)控制逐步走向了集中監(jiān)控、集散控制。如今已進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(jìn)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(guò)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(zhuān)門(mén)針對(duì)MODBUS的通訊外圍設(shè)備設(shè)置了專(zhuān)用的驅(qū)動(dòng)指令。例如臺(tái)達(dá)PLC中就有“MODRD”、“MODRW”、“RS”等MODBUS資料傳輸指令，但這些指令在使用時(shí)每次只能傳輸一組數(shù)據(jù)，無(wú)法同時(shí)傳輸多組數(shù)據(jù)，這就給設(shè)備的監(jiān)控帶來(lái)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(yùn)行時(shí)的頻率、電流、溫度等數(shù)據(jù)瞬時(shí)傳送給PLC，由PLC對(duì)這些數(shù)據(jù)做出分析判斷，并將參數(shù)顯示在人機(jī)界面中。這時(shí)若用同一指令對(duì)幾個(gè)參數(shù)分別傳送，就會(huì)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(shí)還會(huì)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(chǔ)區(qū)來(lái)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(shí)間發(fā)生了沖突。因此，為了避免多個(gè)參數(shù)傳輸時(shí)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(shí)間。

二、實(shí)施方法

    就以我公司所生產(chǎn)的新型精梳機(jī)為例，來(lái)具體說(shuō)明實(shí)施的方法。精梳機(jī)是近年來(lái)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(zhǎng)度以下的短纖維，提高纖維整齊度，進(jìn)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(jī)的電氣控制部分采用了PLC運(yùn)算控制，變頻器驅(qū)動(dòng)調(diào)速，觸摸屏操作顯示的控制主線(xiàn)，因此在三者間就必然會(huì)用通訊協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。其中觸摸屏通過(guò)RS232接口與PLC連接，變頻器通過(guò)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(shí)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(guò)電機(jī)的負(fù)荷來(lái)分析機(jī)械故障的，而電機(jī)的運(yùn)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(jī)頻率我們可以判斷精梳機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度是否符合設(shè)定速度；根據(jù)變頻器所顯示的電機(jī)電流我們可以判斷精梳機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙是否合適，軸承運(yùn)動(dòng)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(shí)際使用時(shí)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(gè)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(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況并不能直觀的了解，這就給檢修與維護(hù)帶來(lái)了很大的不便，如果能把變頻器運(yùn)行時(shí)的頻率、電流、溫度等參數(shù)在觸摸屏上同時(shí)顯示出來(lái)，就能直觀的掌握電機(jī)的負(fù)荷和設(shè)備的運(yùn)行狀況了。我們使用的是臺(tái)達(dá)VFD055M43A型變頻器，支持Modbus協(xié)議，參照說(shuō)明書(shū)不難看出頻率、電流、溫度的字址分別是2103H、2104H和210DH，在臺(tái)達(dá)PLC程序中可以利用“MODRD”指令對(duì)變頻器進(jìn)行資料讀取。為了避免讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間發(fā)生沖突，可以在PLC中利用軟件來(lái)形成循環(huán)的時(shí)間脈沖，對(duì)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(shí)間是7個(gè)單位時(shí)間，先利用PLC編程軟件形成一個(gè)如下圖所示的循環(huán)時(shí)間脈沖，當(dāng)然編制這個(gè)程序也有不同的方法，這里就不詳細(xì)敘述了。可以用T1、T2和T3分別來(lái)觸發(fā)“MODRD”指令，從而在不同的時(shí)間送出所需要的資料。

三、結(jié)束語(yǔ)

    當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這些功能還有其它很多種方法，設(shè)計(jì)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(lái)確定時(shí)間脈沖的數(shù)量，最終形成一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)一個(gè)參數(shù)的關(guān)系。也可以通過(guò)程序設(shè)定脈沖周期，從而根據(jù)需要來(lái)改變參數(shù)的刷新時(shí)間，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)參數(shù)的通訊傳輸功能。