【正文】 。它于RS422標(biāo)準(zhǔn)相類似，與 RS422A兼容，并且擴(kuò)展了 RS422A功能。負(fù)載設(shè)備可以是被動發(fā)送器、接收器和發(fā)送器組合單元。其發(fā)送器、接收器、組合發(fā)送接收器可以掛在平衡傳輸線路的任何位置。 RS485發(fā)送 /接收器最大 輸出 /輸入電壓為 7V~+12V，驅(qū)動器負(fù)載阻抗為 54歐姆 。 RS485屬于廣播式通訊方式，當(dāng)一個發(fā)送器發(fā)送信息時，所有在總線上的接收器都接收到信息，接收器會判斷信息包含的地址信息是否與本節(jié)點相同，相同則進(jìn)行處理，若不相同，則不處理，等待下一次信息。如采用雙絞線在 100Kb/s的傳輸速率時，可傳送 1200米；若傳輸速率為 9600b/s，則傳輸距離可達(dá) 1500米。 RS422結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，傳輸速度和距離能夠滿足工廠自動化控制需求。 RS485 組網(wǎng)技術(shù)及通訊協(xié)議分析 組成 RS485 通訊控制總線有兩個方面，一是硬件組建，按照 RS485 電氣標(biāo)準(zhǔn)將各控制部件連接起來；二軟件設(shè)置及編程，依據(jù)通訊部件的通訊協(xié)議進(jìn)行設(shè)置和編 程設(shè)計。在 RS485 總線上的各部件必須具有標(biāo)準(zhǔn)RS485 通訊接口，所有的 RS485 接口的 DATA+和 DATA分別連接在一起，在通訊兩端配置終端電阻。 在 ACS800 上都可以選擇配置終端電阻，我們將中間的變頻器都配置為非終端模式，將最兩邊的變頻器配置為終端工作模式。有些公司變頻器沒切紙機(jī)交流伺服傳動系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 有 RS485 總 線終端電阻配置選擇，我們通過在通訊線的兩終端外接 120 歐姆 電阻完成終端電阻配置。即具有相同的波特率、相同的數(shù)據(jù)位、相同的校驗位、相同的停止位。 變頻器、直流控制器和工業(yè)控制檢測儀表都有 RS485 通訊參數(shù)設(shè)置，在這些參數(shù)中我們選取通訊協(xié)議，配置通訊波特率、校驗方式、停止位等。 RS485 是 Modbus 最常 用的一種，通常稱為 H2，采用屏蔽雙絞銅線電纜，共用一根導(dǎo)線對。 RS485 操作容易，總線結(jié)構(gòu)允許增加或減少站點，分步投入不會影響到其他站點的操作。傳輸速度可選用 ~12Mbps，一旦設(shè)備投入運行，全部設(shè)備均需選用同一傳輸速度。 表 51 RS485 傳輸技術(shù)的基本特性 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? 兩端帶終端電阻的線形總線， 波特率小于 12 兆 介質(zhì) 屏蔽雙絞電纜 站點數(shù) 每段 32 個，帶中繼器最多可到 127 個 插頭連接器 九針插頭連接器 在切紙機(jī)傳動設(shè)計中， PLC 與變頻器之間的通訊連接可用屏蔽雙絞線，屏蔽層只需單端接地。 圖 52 PLC 和變頻器通訊連接 示意 圖 PLC 與變頻器的連接 PLC 側(cè)設(shè)計 PLC 要與 ACS800 變頻器通過 RS485 進(jìn)行通訊，可 以把每個 PLC 上的通訊連接到陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計說明書） 26 網(wǎng)絡(luò)總線。本設(shè)計 采 用RS485 協(xié)議進(jìn)行通訊，只需將使用的引腳 3 和引腳 8 作為信號線連接到變頻器相應(yīng)的接線端子即可。 表 52 永宏通訊口引腳分配 針 名稱 端口 0/端口 1 1 屏蔽 邏輯地 2 24V返回 邏輯地 3 RS485信號 B RS485信號 B 4 發(fā)送申請 RTS（ TTL） 5 5V返回 邏輯地 6 +5V +5V， 100Ω串聯(lián)電阻 7 +24V +24V 8 RS485信號 A RS485信號 A 9 不用 10位 協(xié)議選擇（輸入） 連接器外殼 屏蔽 機(jī)殼接地 變頻器 ACS800 側(cè)設(shè)計 （ 1）變頻器介紹 （ a）變頻器功能的基本要求 [12] 切紙機(jī)要求在操作臺上能夠?qū)ψ冾l器進(jìn)行起 /停、切長設(shè)定、切長校準(zhǔn)、速度增 /減等控制操作，能夠顯示變頻器工作狀態(tài)等功能。 PLC 通訊控制方式按照操作方式分有兩種控制方式，一種是采用傳統(tǒng) 的按鈕操作方式，另一種為觸摸屏操作方式。本次設(shè)計選擇觸摸屏操作方式。 變頻器控制命令包括控制電機(jī)的起動 /停止，電機(jī)的運行方向等。要使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)需給變頻一個起動命令。 ① 操作面板； ② 外部端子，可以是固定電平也可是 脈沖信號； ③ 通訊方式。變頻器停止時和起動完全一樣，只不過動作相反。在切紙機(jī)傳動系統(tǒng)中，都是單方向旋轉(zhuǎn)，不需改變電機(jī)運行方向。利用這些應(yīng)用宏用戶可 以快速完成對變頻器的直動。 用戶以根據(jù)需要選擇應(yīng)用宏，在切紙機(jī)的變頻控制部分使用 PID 控制宏實現(xiàn)閉環(huán)控制。 是規(guī)定變頻器所拖動電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)電機(jī)學(xué)我們知道三相異步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于輸入三相電源的相序，在需要雙向運行的場合可以把這個參數(shù)設(shè)為REQUEST，由數(shù)字輸入端子來控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。 （ e）限幅參數(shù) 限幅參數(shù)主要規(guī)定電流轉(zhuǎn)矩最高運行頻率等參數(shù)，在 ABB800 系列變頻器中，最大輸出電流能達(dá)到 200%Ihd，在轉(zhuǎn)矩控制模式下最大輸出能達(dá) 300%，一般來說，在切紙機(jī)傳動控制中，都能滿足要求，這些參數(shù)基本上不用修改。 （ 2）給定選擇 (a)外部控制選擇， 由參數(shù)組 10 定義。我們選擇 =DI1，即通過數(shù)字輸入 DI1的值來控制起動和停機(jī)，其中 0=停止，1=起動。 參數(shù) 電機(jī) 轉(zhuǎn)向，我們設(shè)置 =FORWARD，即固定為正向。當(dāng)選擇 EXT1 時，變頻器的起動由 所指定的輸入端子控制，頻率由 所指定的方式給定。當(dāng)選擇 EXT2 時，變頻器的起動及頻率來源分別為 、 。 (b) 外部給定信號源 的選擇， 由參數(shù)組 11 定義。我們設(shè)置 =EXT1，即指定 EXT1為當(dāng)前控制地。我們設(shè)置=。 (3) 變頻器側(cè)接口連接及參數(shù)設(shè)置 表 53 變頻器外部給定 參數(shù)設(shè)置 控制盤鍵參數(shù) 功能 /信息 當(dāng)選擇 EXT1 為控制區(qū)時，控制字（除了位 11）有效。 當(dāng)選擇 EXT2 為控制區(qū)時，控制字（除了位 12）有效。 調(diào)過現(xiàn)場 控制字位 11EXT TRLLOC，對 EXT1/EXT2 進(jìn)行選擇。 EXT2 的給定信號。 其中參數(shù) 是定義電機(jī)控制模式的，我們選擇的控制模式為標(biāo)量控制，即=SCALAR。 參數(shù) 是定義電機(jī)額定電流的，我們設(shè)置 =，即額定電流值為 。 參數(shù) 是定義電機(jī)額定速度的，我們設(shè)置 =1440，即電機(jī)額定速度為1440rpm。 是定義設(shè)備地址的，第三臺變頻器 =3，第四臺變頻器 =4。 是定義奇偶校驗和停止位的，我們定義 =ODD，即為奇校 驗，一個停止位。接口電路如圖 53所示： 圖 53 變頻器接口電路 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計說明書） 30 （ b）定義外部起動、停機(jī)和轉(zhuǎn)向控制信號源。 其中，參數(shù) 是定義外部控制地 1（ EXT1） 用于起動、停機(jī)和轉(zhuǎn)向命令的連接和信號源。轉(zhuǎn)向取決于參數(shù) 的定義。 （ c）定義外部 控制地的選擇和外部給定信號源和極限值。 其中，參數(shù) 是定義 EXT1 有效還是 EXT2 有效的控制口，通過控制口的信號可以在 EXT1 或 EXT2 中選擇。 表 54 變頻器的參數(shù)設(shè)置 參數(shù)代碼 參數(shù)名稱 設(shè)定值及內(nèi)容 9902 應(yīng)用宏 6： PID 宏 9904 電機(jī)控制模式 SCALAR 9905 電機(jī)額定電壓 380： 380V 9907 電機(jī)額定頻率 50： 50HZ 9906 電機(jī)額定電流 .： 9908 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 1440： 1440rpm 9909 電機(jī)額定功率 4000： 定義 EXT1 1： 由 DI1 輸入 固定轉(zhuǎn)向 1： 正轉(zhuǎn) 選擇 EXT1 或 EXT2 選擇 EXT1 選擇外部給定 REF1 1501 模擬量輸出 電機(jī)轉(zhuǎn)速 1502 模擬量輸出 輸出電流 允許運行 0： 允許 PLC 和伺服單元的連接 PLC 與伺服單元的連接及參數(shù)設(shè)置 PLC 發(fā)送高速脈沖給伺服控制器，以實現(xiàn)位置控制，其中 {（ Y0+， Y0） ， （ Y2+，Y2） ， （ Y4+， Y4） ， （ Y6+， Y6） }送出 A 向脈波 。 Y8， Y9， Y10， Y11 為信號清零端口。 SERVO READY 為伺服準(zhǔn)備 完畢， SERVO END 為伺服停止，警報是伺服控制器向 PLC 發(fā)送警報的通道。 伺服單元與 PLC 硬件組成原理接線見圖 54。一臺FBsPLC 最多可控制 4 軸 的定位運動，并可作多軸同動控制，除 了 提供點對點的定位速度控制，并提供各軸間直線補(bǔ)間功能。 HSPSO 的輸出電 路 ： FBsPLC 在輸出脈波頻率方面則分為可達(dá) 120KHz（高速）／20K（中速）的單端電晶體輸出機(jī)型 （ FBsMCT） ，及可高達(dá) 920KHz 的超高速差動輸出的機(jī)型（ FBsMN）兩種系 列 型別。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計說明書） 32 高速脈波輸出電 路 共用 FBsPLC 的 Y0～ Y7 外界輸出點。但當(dāng)有建構(gòu) HSPSO 時，則 Y0～ Y7 外界輸出點將直接切換到伺服內(nèi)部 HSPSO 輸出電 路 ，和 PLC 內(nèi)部的 Y0～ Y7 繼電器無關(guān)。 表 55 伺服高速脈波輸出方式 軸 號 外 界 輸出點 輸出模式 U/D K/R A/B 單點輸 K 出 PSO0 Y0， Y1 Y0=U， Y1=D Y0=K， Y1=R Y0=A， Y1=B Y0=K PSO1 Y2， Y3 Y2=U， Y3=D Y2=K， Y3=R Y2=A， Y3=B Y2=K PSO2 Y4， Y5 Y4=U， Y5=D Y4=K， Y5=R Y4=A， Y5=B Y4=K PSO3 Y6， Y7 Y6=U， Y7=D Y6=K， Y7=R Y6=A， Y7=B Y6=K FBsPLC 定位控制的硬件配線 ： 以 FBsxxMN 主機(jī)的第 0 軸（ PSO0）為 例 ，如圖55 所示，其余相同。 B） FUN141（ MPARA） 定位參數(shù)設(shè)定指令。 D） FUN143（ PSCNV）目前脈波值轉(zhuǎn)換為顯示值指令。 （ b）將定位程式存在寄存器最大好處是，如果結(jié)合人機(jī)作機(jī)臺操控設(shè)定，則可將定位程式存入人機(jī)， 更 換模具時，可直接由人機(jī)操作存取該副模具的定位程式。 （ d）當(dāng)執(zhí)行控制 〝 EN〞 =0 時，馬上停止脈波輸出。 （ f）當(dāng)放棄輸出 〝 ABT〞 =1時，馬上停止脈波輸出。 （ h）當(dāng)指令執(zhí)行錯誤時，輸出指示 〝 ERR〞 ON。（ 不 設(shè)定時， Y0～ Y7 當(dāng)作一般輸出） 我們控制伺服驅(qū)動器時采用 A/B 模式： Y0（ Y2， Y4， Y6） 送出 A 向脈波 ， Y1（ Y3， Y5， Y7） 送出 B 向脈波 。 OFF：停止或暫停， FUN140 減速后停止脈波輸出。 OFF： 代表 PS0 動作中。 OFF：代表 PS1 動作中。 OFF：代表 PS2 動作中。 OFF：代表 PS3 動作 中。低位元組的值 不 為 5AH 時，高速脈波輸出中， 不 能動態(tài) 更 改輸出頻率。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（設(shè)計說明書） 34 指令運作工作寄存器設(shè)置： WR 為起始寄存器 WR+0 目前工作或停 留 步數(shù) WR+1 工作旗標(biāo) WR+2— WR+6 系統(tǒng)使用 WR+0：如果本指令正執(zhí)行中，則該寄存器的內(nèi)容值即為正執(zhí)行的步數(shù) （ 1～ N） ； 如果本指令未執(zhí)行中，則該寄存器的內(nèi)容值代表目前所停 留 的步數(shù)。啟動執(zhí)行控制 〝 EN〞 =1 前，使用者可先 更 新 WR+0 的內(nèi)容值以決定由那一步開始執(zhí)行（ WR+0 的內(nèi)容 =0 時，執(zhí)行控制 〝 EN〞 =1 時，代表由第一步開始執(zhí)行）。 B8=ON，暫停輸出。 B10=ON， 連續(xù)運轉(zhuǎn)（輸出總行程設(shè)定為 0 Ut）。 B13=ON，指令執(zhí)行錯誤（輸出指示 〝 ERR〞 ）。 馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈所需的脈波數(shù) (A),A=1～ 65535（ 32767 以上時，以十進(jìn)位正數(shù)設(shè)定） Ps/Rev。此時間代表由靜止加速至最高速度或 由最高速度減至靜止所需時間。當(dāng)參數(shù) 12=0 時，以參數(shù) 8 為減速時間。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計及功能實現(xiàn) 軟件設(shè)計的主要內(nèi)容 （ 1）系統(tǒng)組成 控制核心是 PLC,由 PLC計算出伺服控制單元和變頻器所需要的速度 , 控制變頻器和伺服單元運行 , 驅(qū)動電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)帶動刀輥旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)場的各種開關(guān)、按鈕及傳感切紙機(jī)交流伺服傳動系統(tǒng)軟件設(shè)計 35 器的信號用來輸入、輸出控制所有的指示燈、中間繼電器、電磁閥及變頻器的運行狀態(tài)。 （ 2）控制原理 控制原理 :整個傳動系統(tǒng)由最初軸頭上安裝一臺旋轉(zhuǎn)編碼器 ,隨著傳動系統(tǒng)的運轉(zhuǎn) ,編碼器發(fā)出連續(xù)的脈沖信號 ,即每轉(zhuǎn) n 個脈沖 ,根據(jù)輥子周長 ,可換算出脈沖數(shù) ,作為電機(jī)的輸入信號。 采用 PLC 對送紙輥電機(jī)和刀輥電機(jī)進(jìn)行控制。旋轉(zhuǎn)編碼器采集的脈沖信號送入 PLC 的高速計數(shù)口 , 轉(zhuǎn)換成速度數(shù)據(jù)后 , 作為 PID 控制算法的輸入?yún)?shù)。這樣送紙速度和刀輥轉(zhuǎn)速便成確定的比例關(guān)系。切紙機(jī)在工作過程中 , 送紙輥連續(xù)送紙 。這樣每次切紙 的長度與送紙速度和刀輥轉(zhuǎn)速有關(guān)，在切紙長度預(yù)先設(shè)定的情況下 , 拉紙速度 v 和刀輥轉(zhuǎn)速 n 成比例關(guān)系。 程序模塊化結(jié)構(gòu) 程序模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計 , 各種功能以子程序結(jié)構(gòu)適時調(diào)用實現(xiàn) 。 程序設(shè)計通用性強(qiáng) , 并具有必要的保護(hù)功能 (如對最