《运动控制技术及应用》电子教案 项目1—任务5 基于 Modbus 通信的变频器调速系统设计.docVIP

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课程课题：项目1任务5

授课教师

学时数

6

授课班级

授课日期

教学地点

教学目标

（1）熟悉三菱变频器专用通信协议和Modbus通信协议。

（2）熟悉三菱人机界面的基本知识。

（3）熟悉PLC控制变频器的工作原理。

（4）会设置通信参数。

（5）能使用GTDesigner3软件编写触摸屏程序。

（6）能编写通信控制变频器的PLC程序。

教学重点

与难点

（1）熟悉三菱变频器专用通信协议和Modbus通信协议。

（2）会设置通信参数。

（3）能使用GTDesigner3软件编写触摸屏程序。

（4）能编写通信控制变频器的PLC程序。

教学方法

教学手段

PPT、边讲边练

教学准备

1、PLC本体:FX5U-32MT

2、人机界面：GS2107

3、三菱FR-E740系列变频器

4、电脑及相应软件

参考资料

教学反思

课程单元教学设计实施方案

备注

【任务目标】

本任务以PLC通信控制变频器运行为学习内容，通过对三菱变频器专用通信协议、Modbus通信协议的学习，使学生了解通信控制变频器基本知识，掌握变频器的通信协议参数。

【知识准备】

一.Modbus通信

1.Modbus通信概述

Modbus是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。我们通常所说RS-485通信，只是说明了一种通信的硬件电气接口性能，而不是完整意义上的通信协议。

2.Modbus通信模型

3.Modbus的传输模式

Modbus定义了ASCII（美国信息交换标准代码）模式和RTU（远程终端单元）模式两种串行传输模式。

（1）RTU模式

（2）Modbus的功能码常用的功能码也就简单的几个，主要是功能码01、02、03、04、05、06、15和16。

4.FX5UPLCModbusRTU通信指令

（1）FNC276－ADPRW/MODBUS读出与写入指令

s1：表示的是本站或从站的站号，其取值范围为00-20H。

s2：表示功能代码，其取值范围为01H～06H、0FH、10H。

s3：表示与功能代码对应的功能参数，其取值范围为0～FFFFH。

s4：表示与功能代码对应的功能参数，其取值范围为1～2000。

s5/d1：表示与功能代码对应的功能参数

d2：输出通信执行状态的起始位软元件编号。

（2）.ModbusRTU串行通信的设定

①基本设置

②固有设置

③Modbus软元件分配

④SM/SD设置

（3）示例

二.三菱变频器专用通信功能

1.系统构成

2.通信规格

3.变频器的指令代码和参数

指令

功能

控制方向

IVCK?

变频器的运行监视

可编程控制器←变频器

IVDR?

变频器的运行控制

可编程控制器→变频器

IVRD?

读出变频器的参数

可编程控制器←变频器

IVWR?

写入变频器的参数

可编程控制器→变频器

IVBWR?

变频器参数的成批写入

可编程控制器→变频器

IVMC?

变频器的多个指令

可编程控制器?变频器

（1）变频器的运行监视指令IVCK：在PLC中读出变频器的运行状态

变频器的运行控制指令IVDR：在PLC中写入变频器运行所需的设定值

（3）读出变频器的参数指令IVRD：在PLC中读出变频器的参数

（4）写入变频器的参数指令IVWR从PLC向变频器写入参数值

（5）变频器参数的成批写入指令IVBWR：成批地写入变频器的参数

三.E740采用RS-485（PU口）通信参数设定

在使用变频器的PU接口进行通信时,无论是使用三菱变频器专用协议或Modbus-RTU协议，都可以进行参数设定、监视等操作。为使控制器PLC能够与变频器通信，必须在变频器上进行通信规格的初始设定。这里变频器作为从站只接收数据进行运行。Modbus协议使用专用的信息帧，在主设备与从设备间进行串行通讯。专用的信息帧具有能读取和写入数据的功能，使用这一功能可以从变频器读取或写入参数、写入变频器的输入指令以及确认运行状态等。

主要通信参数设置

四.GS2107触摸屏基础

1.结构

2.GTDesigner3使用

（1）GTDesigner3简介

（2）GTDesigner3画面结构

（3）创建工程

①使用向导创建

②不使用向导创建

（4）对GOT进行读取和写入

①设置通讯方式

第一种方式通过USB电缆通讯

第二种方式通过以太网通讯

②数据写入GOT

③从GOT中读取数据

（5）常用对象编辑

①开关

②指示灯

③数字显示与输入

④字符串输入与显示

⑤日期时间显示

⑥注释显示

【任务实施】

1.根据控制要求画出控制系统原理图并完成硬件连接

2.触摸屏画面设计

3.PLC程序编写

4.设备上电，变频器参数按照下表所示设置，触摸屏和PLC程序下载。系统整体调试。

【任务总结】

在本任务中我们使用专用通讯指令的方式来实现变频器