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  • PCC與臺達變頻器通信驅動程序的設計———貝加萊有獎征文三等獎作品
    貝加萊工業自動化(上海)有限公司

    1 前言
    可編程計算機控制器(Programmable Computer Controller,簡稱PCC)是在可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡稱PLC)的基礎上逐步演變,發展起來的新一代控制器。它把工控機(簡稱IPC)的主要特點,即處理能力強大、編程靈活與PLC的主要特點,即運行可靠、使用簡便有機地結合起來,在工業控制領域得到了迅猛的發展和廣泛的應用。隨著計算機網絡技術的發展和工廠自動化要求的不斷提高,并適應管理信息和控制相結合的需要,對底層控制單元的控制能力和通信能力,特別是對上位機與底層智能控制單元、現場智能控制單元相互之間的通信的要求也越來越高。B&R 的PCC技術在工控領域具有突出的特點和某些優勢,并不斷推出新產品滿足市場的需求,為工控人士提供一個強有力的開發平臺,能簡單快捷地完成一個復雜的項目。
    臺達的VFD-A系列變頻器在我公司的設備上大量使用,但是它不能與PCC之間通過標準協議通信,只能通過硬連線(I/O)的方法完成,這種方法不能滿足控制系統的要求。為此,通過臺達變頻器的通信協議,調用B&R提供的Frame Drive函數直接讀寫串口的方法實現了PCC與變頻器(VFD-A系列)之間的數據通信。本文詳細介紹了PCC(2005系列產品)和臺達變頻器(VFD-A系列)通信的方法。

    2 系統的構成
    該驅動程序是與同向雙螺桿擠出機配套的電儀控制系統的一部分。同向雙螺桿擠出機電儀控制系統以PCC為整個控制系統的核心,IPC為人機界面,變頻器和直流調速器為調速單元構成的一套控制系統,該控制系統的控制方式簡稱為PCC控制模式,PCC模式一般適合中大規模的控制項目。在這種模式中,PCC 負責通信控制、順序邏輯控制及溫度PID調節,IPC負責統計管理、人機接口及打印,變頻器和直流調速器負責主電動機的無級調速、啟動、停止。整個系統的構成如圖1所示。
    從圖1可看出,PCC模式是由幾個相對獨立的單元組成的,通信程序又把整個系統組織成一個有機整體,能夠實現管控一體化。貝加萊的PCC 提供了多種通信模塊,有一種通信模塊IF622同時具有三種標準通信接口(RS232、RS422、RS485)。臺達變頻器的通信接口采用的是RS485標準,直流調速器的通信接口采用的是RS422標準,而一般的IPC串行通信接口采用的是RS232標準。因此,若要實現三者之間的通信必須解決通信接口之間信號的轉換問題。主要是電平轉換和物理接口的轉換。為了解決這個問題,可以在PCC中插入一塊IF622即具有三種通信標準的接口,分別連接相對應的設備。這樣整個系統的連接就非常簡單,降低了系統的造價,并提高了控制系統的可靠性。

    圖 1 同向雙螺桿擠出機控制系統的構成


     
    IF1是標準的RS232作為IPC的編程接口和組態軟件的通信口使用。IF2是標準RS485口通過兩線的485雙絞線與臺達變頻器連接。IF3是標準的RS422口,通過四線422與直流調速器連接。

    3 PCC與變頻器的數據通信
        PCC與變頻器的通信和PCC與直流調速器的通信程序的框圖基本一致,而兩者之間的根本區別是通信協議的不同。本文以PCC與臺達變頻器VFD-A系列的通信程序為例。
    3.1通信協議
          VFD-A系列變頻器的通信協議是以十六進制的ASCII碼方式進行數據傳輸的,傳輸的單位是幀。傳輸的速率是4800Bit/S,校驗方式是奇校驗。每幀數據格式如圖2所示。

    圖2  幀數據格式

     由圖2可知,每幀數據有11個字節, 8字節的數據,2個字節的控制位字符和1個字節的校驗位。協議同時規定了變頻器可以識別的四種指令,每種指令都有唯一的控制字頭標識。指令可以分為兩類,寫指令和讀指令。如表1。
    表1  寫指令和讀指令

       指 令  指令格式 返回指令格式    說   明
     控制指令 CSAUUMMFFFF CSBUUMMFFFF 啟動,停止
    參數設置指令
     
     
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