Modbus RTU to sprawdzony i prosty sposób, żeby przejąć sterowanie falownikiem z poziomu PLC. W tej instrukcji pokazuję dokładnie, jak uruchomić komunikację w EL1000 tak, aby można było stabilnie wysyłać komendy pracy oraz zadawać częstotliwość z systemu nadrzędnego.
W tym poradniku przejdziemy przez poprawne okablowanie do parametrów falownika i właściwego sterowania po rejestrach.
Wymagane elementy
- Master Modbus RTU – tutaj sterownik PLC Unitronics UniStream US7-B10-RA28 z modułem RS485 UAC-CX-01RS4,
- Przewód RS-485, zalecany ekranowany,
- Falownik Elmatic EL1000 z silnikiem.
Poprawne połączenie obwodu mocy
Instrukcja podłączenia zasilania falownika, zasilania silnika oraz zaprogramowanie podstawowych parametrów niezbędnych do prawidłowej pracy dostępna jest w artykule o szybkim starcie falownika EL1000.
Warstwa fizyczna RS-485
Zacznij od poprawnego okablowania RS-485: RS+ łączysz z RS+, a RS- z RS- (bez krzyżowania przewodów). Najlepiej użyj skrętki ekranowanej i prowadź ją z dala od przewodów silnikowych, żeby ograniczyć zakłócenia. EL1000 nie ma wbudowanej terminacji, więc jeśli falownik jest ostatnim urządzeniem na magistrali, dołóż na końcu linii rezystor 120 Ω.
Gdy komunikacja nadal jest niestabilna, pomocne bywa wyrównanie potencjałów - połączenie GND falownika z masą/SG modułu komunikacyjnego.
Poniższa grafika pokazuje połączenie magistrali RS485 z zaciskami modułu komunikacyjnego sterownika PLC UniStream.
Sterowanie falownika z poziomu Modbus RTU
Parametry zadawania częstotliwości i poleceń sterujących
Aby w pełni sterować załączaniem/wyłączaniem pracy sterownika oraz zadawać mu częstotliwość z poziomu komunikacji MODBUS należy ustawić dwa parametry, które są za to właśnie odpowiedzialne:
- P101 – Wybór źródła X zadawania częstotliwości ustawiamy na wartość 5, czyli zadawanie częstotliwości z poziomu komunikacji RS485;
- P102 – Źródło sygnału start ustawiamy na wartość 2, czyli falownik będzie oczekiwał sygnału start/stop z poziomu komunikacji RS485.
O tym, gdzie należy wprowadzić parametry silnika pisałam w szybkiej instrukcji uruchomienia link.
Parametry komunikacji Modbus RTU
Kolejnym krokiem będzie ustawienie parametrów samej komunikacji MODBUS. Podstawowymi są zawsze:
- Prędkość transmisji
- Format danych
- Oraz Slave ID
Dane te będzie wykorzystywał sterownik PLC do komunikacji. Wszystkie wartości są opisane w tabeli.
| Parametr | Opis | Wartości | Wartość domyślna |
|---|---|---|---|
| P700 | Prędkość transmisji | 0: 4800bps 1: 9600bps |
1 |
| P701 | Format danych | 0: 8-N-1 ASCII 1: 8-E-1 ASCII 2: 8-O-1 ASCII 3: 8-N-1 RTU 4: 8-E-1 RTU 5: 8-O-1 RTU |
3 |
| P702 | ID falownika | 1 - 247 | 1 |
Na tym etapie możemy zakończyć konfigurację komunikacji lub uruchomić funkcję do diagnostyki utraty komunikacji.
W celu poprawnego wykonania powyższej funkcji należy ustawić czas od zerwania komunikacji do wyświetlenia błędu (P704) oraz ustawić działanie, które ma wykonać falownik w momencie wykrycia błędu (P703).
| Parametr | Opis | Wartości | Wartość domyślna |
|---|---|---|---|
| P703 | Informowanie o błędzie komunikacji | 0: Nie informuj 1: Wyświetl błąd Co 2: Wyświetl błąd Co i zatrzymaj falownik |
0 |
| P704 | Czas przerwy komunikacji | 0.0 – funkcja wyłączona 0.1s – 9.99s |
0 |
Komendy Modbus
W EL1000 do typowego sterowania po Modbus RTU wystarczą dwie funkcje:
- 03 (Read Holding Registers) – gdy chcesz odczytać wartości z falownika (status, parametry),
- 06 (Preset Single Register) – gdy chcesz zapisać jedną wartość (np. zadaną częstotliwość albo komendę start/stop).
Polecenie start oraz stop
Polecenie startu/stopu, kierunek pracy oraz tryb zatrzymania zadawany jest do rejestru 8192.
Przykład: Podanie wartości ‘10’ w systemie dziesiętnym (binarnie 0000 0000 0000 1010) do rejestru 8192 sowoduje start silnika z obrotami do przodu.
| Rejestr | Adres Bitów | Komenda | Odczyt/Zapis |
|---|---|---|---|
| 8192 | BIT1 ~ BIT0 | 00B: Brak akcji 01B: Stop 10B: Start 11B: JOG Start |
Zapis |
| BIT2 ~ BIT3 | 00B: Brak akcji 01B: Obroty wsteczne 10B: Obroty do przodu 11B: Zmiana kierunku obrotów |
||
| BIT4 | 0B: Brak akcji 1B: Reset alarmu |
||
| BIT5 ~ BIT15 | Zastrzeżone |
Zadawanie częstotliwości
Wartość częstotliwości zadanej zapisujemy do rejestru 8193.
Przykład: Zadanie wartości 253 do rejestru 8193 spowoduje, że wartość zadana częstotliwości będzie równa 25.3 Hz.
| Rejestr | Adres Bitów | Komenda | Odczyt/Zapis |
|---|---|---|---|
| 8193 | BIT0 ~ BIT15 | Zadawanie częstotliwości Jednostka: 0.1Hz |
Zapis/Odczyt |
Zmiana parametrów falownika
Istnieje możliwość ustawienia innych parametrów falownika. By zmienić dany parametr, należy odnieść się do rejestru o takim samym adresie.
Przykład: Aby zmienić parametr P107 należy odnieść się do rejestru 107.
Połączenie ze sterownikiem PLC UniStream
Dalsza część opiera się na programowaniu sterownika – w tym przypadku PLC Unitronics serii UniStream.
Parametry komunikacji w falowniku EL1000 zostawiam na domyślnych wartościach. Zmienione zostały jedynie parametry od zadawania częstotliwości, zadawania sygnału start/stop i dotyczące silnika.
- Parametryzacja portu szeregowego w sterowniku PLC
- Konfiguracja zapisywania aperiodycznie sygnału start/stop do rejestru 8192 i wartości zadanej częstotliwości do rejestru 8193.
- Dodatkowo skonfigurowany cykliczny (periodycznie) odczyt rejestrów pracy tj. Częstotliwość zadana, wyjściowa, napięcie szyny DC czy kierunek pracy.
- Wywołanie startu w kierunku do przodu lub z obrotami wstecznymi w drabince:
- Wartość 10 (dziesiętnie) zapisana do rejestru 8192 spowoduje start do przodu.
- Wartość 6 (dziesiętnie) zapisana do rejestru 8192 spowoduje start z obrotami wstecznymi.
- Wywołanie komendy stop. Zapisanie wartości 1 (dziesiętnie) do rejestru 8192.
- Zapisanie zadanej częstotliwości do rejestru 8193.
- Dodatkowo zostały stworzone 2 pulpity do obsługi falownika z poziomu HMI oraz wyświetlania parametrów pracy.
Najczęstsze problemy i szybka diagnostyka
Najczęstszym problemem jest brak komunikacji pomiędzy falownikiem a sterownikiem PLC. Sprawdź:
- Czy w falowniku i PLC są identyczne parametry komunikacji (prędkość i format danych);
- Sprawdź Modbus ID slave w falownikach;
- Czy nie zostały odwrotnie podłączone terminale RS+ i RS-
Jeśli komunikacja jest, a wysyłanie komend kończy się błędnymi statusami sprawdź:
- Czy nie ma wysyłanego polecenia do falownika z każdym skanem programu (zapchana linia modbus);
- Sprawdź poprawność rejestrów
- Czy wartość znajduje się w zakresie danego rejestru.
Instrukcja wideo
Zobacz połączenie i działanie połączenia PLC z falownikiem EL1000 w formie instrukcji wideo.
Podsumowanie
Masz już kompletną bazę do sterowania falownikiem EL1000 po Modbus RTU. To dokładnie ten poziom, który najczęściej wystarcza, żeby wpiąć falownik w automatykę maszyny lub cały zautomatyzowany proces.
Jeśli chcesz wybrać inną metodę sterowania dla aplikacji zobacz:
- Sterowanie 3-przewodowe z przycisków
- Sterowanie analogowe
- Regulator PID
Jeśli masz pytania lub chcesz wypożyczyć falownik EL1000 na testy wypełnij formularz na stronie:
