用FX3U的FB方式实现与四台三菱E700变频器通讯

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FX3U采用FB方式实现与四台三菱E700变频器的专用协议通讯示例

在工业自动化系统中，PLC与变频器之间的通信控制应用广泛。本文介绍一种基于FX3U系列PLC，使用功能块（FB）编程方式，通过RS485接口与四台支持三菱专用协议的E700变频器进行通讯的完整方案。内容涵盖硬件配置、接线方法、参数设定、PLC程序结构设计以及触摸屏界面开发。

一、所需硬件设备

• PLC主机：FX3U、FX3S 或 FX3G 系列（固件版本需为 Ver1.1 及以上）
• 通讯扩展模块：配套的485BD通讯板
• 变频器设备：支持三菱专用通讯协议的型号，如 E500、E700、D700、S500 等系列

二、系统接线说明

将485BD通讯扩展板安装至FX3U PLC本体上，确保连接稳固。针对每台变频器的RS485通讯端口进行如下连接：

• PLC侧485BD的 SDA 接至变频器的 RDA
• PLC侧485BD的 SDB 接至变频器的 RDB
• 所有设备的 SG 端子共地连接，以保证信号稳定性

四台变频器均按上述方式并联接入同一485总线，注意终端电阻可根据距离决定是否启用。

三、参数设置

（1）变频器侧参数调整

为确保通讯正常，需对各变频器进行以下关键参数设置：

• Pr.79：设为“2”，选择外部运行模式，便于由PLC统一控制启停和频率
• Pr.117 - Pr.124：用于设定通讯相关参数：
  • Pr.117：站号依次设为 0、1、2、3（对应四台变频器）
  • Pr.118：波特率设为96，即9600bps
  • Pr.119：停止位设为0，表示1位停止位
  • Pr.120：奇偶校验设为0，表示无校验
• Pr.338：通讯速率选择，通常设为0，对应9600bps
• 其他运行参数：根据实际工况设置频率上下限，例如：
  • Pr.1：上限频率（Hz）
  • Pr.2：下限频率（Hz）

（2）PLC侧参数配置

在GX Works2软件中打开项目，进入PLC参数设置界面，配置485BD通道的通讯参数，确保与变频器设定保持一致，包括波特率、数据位、停止位和校验方式等，以保障通信链路稳定。

四、PLC程序设计（基于FB功能块方式）

采用功能块（Function Block, FB）方式进行编程，可提升程序模块化程度，增强可读性和可扩展性，方便后续增加更多变频器节点。

（1）创建通用控制功能块

在GX Works2中新建一个功能块，命名为“Freq_Control”，用于封装单台变频器的控制逻辑与数据交互功能。

（2）功能块接口定义

输入参数：

• Station No：变频器站号，BYTE类型，用于区分不同从站设备

• Run

• Stop

  ：Run_Stop 控制信号，BOOL类型，ON为启动，OFF为停止
• Forward_Reverse：旋转方向控制，BOOL类型，ON为正转，OFF为反转

• Set

• Freq

  ：Set Freq 频率设定值，REAL类型，单位Hz

输出参数：

• Running Ind：运行状态反馈，BOOL类型，变频器运行时置ON

• Freq

• Reached Ind：频率到达标志，BOOL类型，达到设定频率后置ON

• Real

• Freq

  ：Real Frequency 实际运行频率，REAL类型，单位Hz
• Real Current：实时电流值，REAL类型，单位A

• Real

• Voltage

  ：Real Voltage 输出电压，REAL类型，单位V

（3）功能块内部逻辑简述（部分代码示意）

在功能块内部程序中，首先依据输入的运行/停止与正反转信号生成对应的控制字，并将设定频率写入指定寄存器；随后利用RS指令向对应站号的变频器发送读取命令，获取当前频率、电流、电压等实时数据。

收到的数据经过类型转换处理后，分别赋值给相应的输出参数变量，供主程序或HMI调用。

// 频率设定
LD [Run_Stop]
MOV [Set_Freq], D100 // 将设定频率值存入D100，D100为与变频器通讯相关的数据寄存器
// 运行控制
LD [Run_Stop]
LD [Forward_Reverse]
MPS
  AND = K0, [Station_No]
  OUT Y0 // 站号为0时，正转信号输出到Y0
MPP
  AND = K0, [Station_No]
  ANI [Forward_Reverse]
  OUT Y1 // 站号为0时，反转信号输出到Y1
// 读取实时频率
LD [Station_No] = K0
RS  D200 K100 // RS指令用于通讯读取，从变频器读取实时频率数据存入D200开始的寄存器区
FLT D200, [Real_Freq] // 将读取的整数频率数据转换为实数类型赋给输出参数Real_Freq

（4）主程序中的功能块调用

在主程序（如Main）中，重复调用“Freq_Control”功能块四次，每次传入不同的站号参数（0、1、2、3），从而实现对四台变频器的独立控制与状态监控。

CALL P_Freq_Control1:Freq_Control(
  Station_No := K0,
  Run_Stop := M10,
  Forward_Reverse := M11,
  Set_Freq := D10,
  Running_Ind => M20,
  Freq_Reached_Ind => M21,
  Real_Freq => D20,
  Real_Current => D21,
  Real_Voltage => D22
)
CALL P_Freq_Control2:Freq_Control(
  Station_No := K1,
  Run_Stop := M12,
  Forward_Reverse := M13,
  Set_Freq := D11,
  Running_Ind => M23,
  Freq_Reached_Ind => M24,
  Real_Freq => D23,
  Real_Current => D24,
  Real_Voltage => D25
)
// 类似方式调用站号为2和3的功能块

该结构清晰明了，易于维护，若需扩展至更多变频器，仅需新增功能块实例即可。

五、触摸屏界面开发

（1）人机界面布局设计

设计一个直观的操作主界面，包含以下元素：

• 每台变频器对应的【启动/停止】按钮
• 【正转/反转】切换按钮
• 频率设定数值输入框
• 实时数据显示区：当前频率、电流、电压
• 状态指示灯：运行中、频率到达

（2）变量绑定设置

将触摸屏上的控件与PLC程序中的变量一一关联：

• 频率设定输入框 → 功能块中的“Set Freq”输入参数
• 启动按钮 → “Run_Stop”信号
• 正反转按钮 → “Forward_Reverse”信号
• 运行指示灯 → “Running Ind”输出
• 频率到达灯 → “Reached Ind”输出
• 实时数据显示框 → 分别绑定“Real Frequency”、“Real Current”、“Real Voltage”

总结

本案例展示了如何使用FX3U PLC结合485BD模块，通过FB模块化编程方式，高效实现与四台三菱E700变频器的通讯控制。系统具备完整的启停、方向控制、频率设定及多参数实时监测能力，同时支持灵活扩展。

借助功能块的封装特性，程序结构清晰，便于调试与后期维护，适用于多电机协同控制的中小型自动化项目。

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关键词：变频器 Frequency function forward Reverse