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【摘 要 】 本文主要对西门子S7- 200与AB PowerFlex40变频器之间的通信进行了分析和研究,详细的介绍了各个程序编程模块,PowerFlex40变频器自由口通信模式的参数设置以及两者之间的硬件电路连接.本研究对于提高运动控制系统抗干扰性、灵活性以及组建通信网络有着重要的意义.
【关 键 词 】 交流变频调速 可编程逻辑控制器 AB变频器 自由口通信 运动控制
传统的PLC-变频器系统采用开关量控制启停,模拟量输出0-5（10）V电压或4-20mA电流信号控制,需要更多的传感器和输入输出点,成本高,维护困难,干扰性较大.在当今的企业工业控制系统中,利用可编程控制器与变频器通信并构建庞大的通信网络完成各种运动控制功能已经成为主流.本文利用西门子S7-200的手册以及AB PowerFlex40的快速启动手册设计出了S7-200与AB PowerFlex40变频器的自由口通信.
一、S7-200的自由口通信模式
使用自由口模式时,必须先对其工作模式进行定义,S7-200的数据通信格式包括一个起始位,一个停止位,7位或者8位的数据位,校验位和校验类型（奇或偶校验）.当使用通信模块上的端口0时,需要通过编程将控制字节送入寄存器B30.使用端口1时,送入B130.T通信操作数定义如下：波特率 mm：协议选择.
二、系统硬件设计
利用RS-485串行通信接口进行数据传输,此次通讯中,利用九针RS485通信口的3针口与8针口进行通信,变频器一端连接RJ45端口的4、5脚.用带水晶头的网线连接变频器的通讯端口,网线另外一端用两跟单线连接RS485的3、8针口,可完成本次通讯试验的硬件连接.
三、 系统软件设计
（1）变频器通信参数的设置.AB PowerFlex 40 参数设定：P035[最大频率]：50HZ 、P036[起动源]：5（通讯端口起动）、 P038[速度基准值]：5[通讯端口控制]、A103[通讯数据传输率]：3（9600波特率）、A104[通讯节点地址]：1、A105[通讯丢失动作]：3（保持最后状态）、A106[通讯丢失时间]： 15s、A107[通讯格式]：1 RTU8-E-1（偶校验）
（2） S7-200程序模块即各自的功能.主要程序模块说明：
设置VB100-VB108为发送指令XMT缓冲区、VB200-VB08,VB217,VB218为接收指令RCV缓冲区,M0.0,M1.0,M1.1为标志寄存区,I0.0-I0.4为输入映像寄存区,Q0.0,Q1.0,Q1.1为输出映像寄存区.
主程序：用于初始化并查询各变频器指令,先通过0.1调用通讯端口初始化子程序进行空闲行间间隔检测时间、自由口通信的数据接收格式 、字符间定时器超时检测、接收信息的最大缓冲区等指令设置.用开关数字量I0.0调用运行频率子程序,用I0.1调用正转子程序,I0.2调用停机子程序,I0.3调用复位子程序,I0.4调用查询变频器状态子程序.通过M0.0（接收数据CRC验算错误标志）、M1.0（变频器正转运行标志）、M1.1（变频器待机标志）分别给Q0.0,Q1.0,Q1.1赋值输出,借此观察系统运行状态.通讯端口初始化程序：用于设置自由口通信模式、各种寄存区的复位、发送接受中断,全局启用中断.设定运行频率子程序：用于设定发送的字节数、变频器地址,变频器频率设定值地址、频率设定值、调用CRC校验程序、选择发送端口.正传子程序按照设定运行频率子程序编写即可.
停机子程序包括：发送字节数、变频器地址、modbus读功能码、变频器停机指令地址、停止指令、调用CRC校验程序、选择发送端口.复位子程序用于清空变频器的寄存器,查询变频器状态子程序包括：XMT指令要发送的字节数、变频器地址1、modbus读功能码03、变频器状态参数地址高位、变频器状态参数地址低位、被数字个数高位、被读参数字个数低位、调用CRC校验子程序、将缓冲区VB100-VB108数据由0端口发送.
CRC校验程序：数据通信领域中常用的差错校验码,特征为信息字段和校验字段的长度可以任意选定.改程序用于信号传输的检错.
CRC校验程序的流程图：
四、结束语
本文探讨了S7-200PLC与AB PowerFlex40变频器的自由口通信的实现方法与现实意义,对于工业运动控制系统的设计提供了借鉴价值,对于提高系统稳定性与抗干扰性以及实现通信网络具有重要的意义.