本文研究的是通過modbus rtu通訊協(xié)議與通訊實現(xiàn)變頻器的控制。觸摸屏采用威綸通tk6070ip,變頻器用匯川md380通用系列。通過觸摸屏編程軟件，編輯控制畫面實現(xiàn)變頻器的啟動、停止、速度調(diào)節(jié)、多段速速度設置，通過宏指令實現(xiàn)工程值與實際值的轉(zhuǎn)換。

一、modbus rtu 簡介：

為了在自動化系統(tǒng)之間、自動化系統(tǒng)和所連接的分散的現(xiàn)場設備之間進行信息交換，如今串行被主要用作通訊系統(tǒng)。成千上萬的應用已經(jīng)強烈地證明了通過使用現(xiàn)場總線技術，可以節(jié)省多至40％的接線、調(diào)試及維護的費用。僅僅使用兩根電線就可以傳送現(xiàn)場設備的所有相關信息，比如輸入和輸出數(shù)據(jù)、參數(shù)、診斷數(shù)據(jù)。過去使用的現(xiàn)場總線往往是制造商的特定現(xiàn)場總線，并且同其它現(xiàn)場總線不兼容。如今使用的現(xiàn)場總線幾乎是完全公開和標準化的。這就意味者用戶可以以最合理的價格選擇最好的產(chǎn)品，而不用依賴于每個獨立的制造商。modbus rtu是一種國際的、開放的現(xiàn)場總線標準。作為一種很容易實現(xiàn)的現(xiàn)場總線協(xié)議，在全世界范圍內(nèi)，modbus得到了成功的應用。應用領域包括生產(chǎn)過程中的自動化、過程控制和樓宇自控。modbus rtu通訊協(xié)議的報文如圖1。

圖1

modbus rtu 通訊協(xié)議的報文功能碼如下：

01h 讀取線圈狀態(tài)。 從執(zhí)行機構(gòu)上讀取線圈（單個位）的內(nèi)容；

02h 讀取離散量輸入。 從執(zhí)行機構(gòu)上讀取離散量輸入（多個位）的內(nèi)容；

03h 讀取保持寄存器。 從執(zhí)行機構(gòu)上讀取保持寄存器（16位字）的內(nèi)容；

04h 讀取輸入寄存器。 從執(zhí)行機構(gòu)上讀取輸入寄存器（16位字）的內(nèi)容；

05h 強置單線圈。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機構(gòu)的線圈（單個位）為“通”（“1”）或

“斷”（“0”）；

06h 預置單寄存器。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機構(gòu)的單個保持寄存器（16位字）；

0fh 強置多線圈。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機構(gòu)的幾個連續(xù)線圈（單個位）為“通”（“1”）

或“斷”（“0”）；

10h 預置多寄存器。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機構(gòu)的幾個連續(xù)的保持寄存器（16位字）。

二、威綸通編程軟件介紹：

eb8000軟件中modbus協(xié)議的設備類型為0x、1x、3x、4x、5x、6x，還有3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分別說明這些設備類型在modbus協(xié)議中支持哪些功能碼。

0x：是一個可讀可寫的設備類型，相當于操作的輸出點。該設備類型讀取位狀態(tài)的時候，發(fā)出的功能碼是01h，寫位狀態(tài)的時候發(fā)出的功能碼是05h。寫多個寄存器時發(fā)出的功能碼是0fh。

1x：是一個只讀的設備類型，相當于讀取plc的輸入點。讀取位狀態(tài)的時候發(fā)出的功能碼為02h。

3x：是一個只讀的設備類型，相當于讀取plc的模擬量。讀數(shù)據(jù)的時候，發(fā)出的功能碼是04h。

4x：是一個可讀可寫的設備類型，相當于操作plc的數(shù)據(jù)寄存器。當讀取數(shù)據(jù)的時候，發(fā)出的功能碼是03h，當寫數(shù)據(jù)的時候發(fā)出的功能碼時10h，可寫多個寄存器的數(shù)據(jù)。

5x：該設備類型與4x的設備類型屬性是一樣的。即發(fā)出讀寫的功能碼完全一樣，不同之處在于：當為雙字時，例如32_bit unsigned格式的數(shù)據(jù)，使用5x和4x兩種設備類型分別讀取數(shù)據(jù)時，高字和低字的位置是顛倒的。例如，使用4x設備類型讀到的數(shù)據(jù)是0x12345678，那么使用5x設備類型讀到的數(shù)據(jù)是0x56781234。

6x：是一個可讀可寫的設備類型，讀取數(shù)據(jù)的時候，發(fā)出的功能碼也是03h，與4x不同之處在于寫數(shù)據(jù)的時候發(fā)出的功能碼時06h，即寫單個寄存器的數(shù)據(jù)。

三、變頻器參數(shù)設置：

f0-02 命令源選擇為：通訊命令通道（1正轉(zhuǎn)運行、2反轉(zhuǎn)運行、3正轉(zhuǎn)點動、4反轉(zhuǎn)點動、5自由停車、6減速停機）；

f0-03 主頻率源選擇為：通訊給定；

f0-28 串口通訊協(xié)議選擇：modbus 協(xié)議；

fd-00 通訊波特率：9600 bps；

fd-01 modbus 數(shù)據(jù)格式：偶校檢（8-e-1）；

fd-02 本機地址：1

fc-00—fc-15 1到16段多段速運行速度

四、觸摸屏程序設置：

觸摸屏編程軟件先設置好聯(lián)機設備，設備名稱為modbus rtu ,及設置好通訊格式。如圖2。

圖2

威綸通編程軟件具有強大的宏指令功能，通過此功能我們可以編輯工程值與具體值的轉(zhuǎn)換程序。交流電機的轉(zhuǎn)速=60f/p。f是交流電的頻率；p是磁極對數(shù)；60是一分鐘秒數(shù)。四極就是2對磁極.所以四極電機的理論轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分。這是旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，實際轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，四極電機一般是1450轉(zhuǎn)/分。根據(jù)交流電機的轉(zhuǎn)換公式，我們就可方便寫出該轉(zhuǎn)換公式的宏指令，如圖3。

圖 3

觸摸屏界面設計如圖4。

圖4

五、總結(jié)：

在現(xiàn)場應用中：變頻器操作板都采用數(shù)碼管顯示，當需要設置參數(shù)時還得參考說明書查找相應的功能地址，采用觸摸屏來控制變頻器操作方便、直觀，還可實時監(jiān)測變頻器的多組數(shù)據(jù)(運行頻率、電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等等)；觸摸屏配合變頻器自帶的簡單輸出控制功能可完成多段速的控制，擺脫控制器節(jié)約了成本；一臺觸摸屏通過走rs485通訊還可同時控制及監(jiān)測多臺變頻器；應用觸摸屏還可提高設備檔次。