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这几天找了很久西门子V20的Modbus通讯资料,基本都说不清楚。所以发此文以可操作的形式介绍一下西门子V20变频器的MODBUS通讯。 假设我们现在有一台不知道什么状态的V20,首先应该进行恢复出厂设置。 恢复出厂设置短按M键,进入参数设置。 找到P0003,设置成0;这一步不是必须的,只是为了更快的找到需要的参数。找到P0010,设置成30;找到P0970,设置成21;此时,V20变频器自动重启,重启后恢复出厂设置。注意,V20的恢复出厂设置不会恢复通信参数。 配置预置宏我们只需要使用Modbus,所以可以利用V20中的预置宏进行快速设置。 恢复出厂设置后,首先选择频率。在中国,电网频率是50Hz(标准值是49.95~50.05Hz,频率是电力系统中优先级最高的参数,如果频率出现很大偏差,基本上电网也要崩溃了;然后第二个是相角;第三才是电压),第一个选项就是50Hz,所以第一步直接按"OK"键就行了;接下来,进入参数设置界面。不要设置参数,我们直接进入预置宏配置界面。第二步按"M"键;现在进入预置宏配置。Modbus的预置宏是Cn11,按上键10次,显示Cn11。不要按太快,机器没那么灵敏。另外,Cn11以后再按上键,就变成Cn1了,但Cn1时按下键,不会变成Cn11。如果按过头就要重新从1开始加。在Cn11时,按"OK",然后按"M";现在是预置的应用设置,比如有风机模式、压力机模式等,区别在于频率与电压的函数曲线不同,或者有冲击启动功能。我是选择App0,默认模式,也就是频率和电压成线性关系,无冲击启动。这个条件不影响通信,根据实际应用选择。选好后按"OK"然后按"M";现在又变成参数设置界面。这个参数设置界面是不完整的,没法使用。长按"M",进入运行界面。 参数配置根据文档,按顺序进行配置。但是注意,跳过恢复出厂设置那两行,因为我们刚才已经恢复出厂设置了。 V20变频器中文文档,印刷页码193,PDF页码195,表名“变频器基本设置”,从第3步开始。 P0003 = 3 P0700 = 5【Cn11宏自动设置】 P2010[0] = 6 【6代表9600波特率,实际应用中,超过9600时,信号很差,受串口超时控制,一次写操作收发用时为57~72ms,提高波特率没有很大的作用】 P2014[0] = 0 【0代表关闭看门狗,做测试的时候一定要关闭看门狗。如果大于0,则是开启看门狗,此时串口访问的最大间隔不能大于这个毫秒数,否则变频器停机,很难再启动,关闭电源也会报72号异常。如果是危险性负载,建议开Cn02宏,然后用PLC模拟量控制,模拟量断线PLC会停车,但不报异常。危险负载不要用MODBUS,因为危险负载必须开启看门狗,看门狗又很难用。】 P2021 = n, n ∈ [1, 247] ∩ N【这个是MODBUS设备编码|站号,范围是1~247的整数。出厂设置是1】 P2022 = 1000【MODBUS应答超时,使用出厂值1000就可以了】 P2023 = 2【Cn11自动设置】 P2034 = 0【使用MODBUS时,建议无奇偶校验,但出厂值是2】 P2035 = 1【使用MODBUS时,建议停止位是1,出厂值是1。V20不支持1.5个停止位,只能设置1或2】 长按"M"回到运行界面。 通信报文通电后,第一条报文应该是: 01 10 00 63 00 02 04 04 7e 0b 5f 93 b2 01是我的V20地址 10是写多个寄存器 0063是控制字 0002是写连续的两个寄存器【0063是控制字,0064是频率设定值】 04是后面的数据包有4个字节 047e是预备【上电后需要先预备才能运转】 0b5f是频率,但是预备状态下这个参数只改变液晶屏的显示值,并不会启动电机,可以随便写0x4000以内的任何数字 93b2是MODBUS-CRC【对带有CRC的整个报文再次进行CRC计算,得到的CRC一定是0。只适用于MODBUS-CRC,其他CRC不一定有此特性】 CRC的算法在哪里?1:V20的中文说明书印刷页码200,PDF页码202;2:《GB/T 19582.2-2008》附录中有。 MODBUS的寄存器是大端在前的,而CRC是小端在前的。4字节数据可能按1-0-3-2顺序或3-2-1-0顺序,没有规定,好在V20没有4字节数据。 第二条报文可以启动电机运转了: 01 10 00 63 00 02 04 04 7f 0b 5f c2 72 直接从047f开始,前面的不再赘述。 047f是A-B-C相序,也就是正转。 0b5f是频率设置,此处应填0x4000乘以频率的标幺值。如果额定频率是50Hz(恢复出厂设置后的第一个设定值),则0x4000代表标幺值1.0,也就是输出50Hz;如果额定频率是60Hz,则1.0的标幺值代表60Hz。我的标幺值是0.177689969932245,乘以0x4000取整得0x0b5f,输出频率50 × 0.177689969932245 ≈ 8.88Hz(V20的液晶只能显示两位小数)。按需要写你的频率参数,不要照抄。 如果希望反转,则报文改为: 01 10 00 63 00 02 04 0c 7f 09 b6 00 fc 0c7f就是A-C-B相序,即反转。 09b6是标幺值0.15175474893868乘以0x4000取整,输出频率 50 × 0.15175474893868 ≈ -7.59Hz。按需要写你的频率参数,不要照抄。 取消软启动和软停机如果希望取消软启动和软停机,则改P1120【加速时间】P1121【减速时间】都为0。这两个默认都是10.00s,如有必要,也可以改为其它数字。最长650.00s。这一步应根据实际需要调整,通常的变频器控制过程都会需要软启动,而软停机的情况稍少于软启动(有时直接断电用惯性停机或机械刹车会比变频器软停机更好用)。 题外话: 在需要变频器定位控制的场合要取消软启动和软停机,否则会震荡。 定位控制时的加减速过程用PLC或IPC中的程序计算,用模拟量输出模块或PCI模拟量板卡给定,最好别用Cn011宏做定位控制,Cn002宏比较适合定位,Cn011只用于调速。 除了PLC和IPC可以定位和精确调速,还可以用小功率伺服电机和电位器给V20做位置控制和精确调速。用小功率伺服电机输出轴连接电位器的电刷,在大功率异步电机上连接电位器的电阻片,然后用电位器的电刷电位接给V20调速,也能起到定位控制和精确调速的作用。这个方式相当于给伺服电机级联一台放大机,更换大功率的变频器可以达到单台伺服电机无法做到的功率,而且只需要设计一台小伺服电机的驱动程序就能兼容所有支持模拟量的大变频器,但反应没有小功率伺服灵敏。 惯性停机(或电机内置的断电机械刹车)如果希望直接断开输出,需要使STW,也就是99(0063H|40100)寄存器为0x047c。 STW(寄存器0063H)的状态图047c ------ 快速停车,惯性停机 └047e ------ 输出频率按预置的速度(P1121控制)下降为0,电刹车 ├047f ------ 正转 └0c7f ------ 反转 三种状态按等级深度,可以直接从第3层(047f | 0c7f)跳到第1层(047c),但不能直接从第1层跳到第3层。也就是状态可以一级一级地按顺序上升,或在同级间切换,或可以直接下降到最低状态。 |
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