张智枭

摘要：在当今社会，变频器已经被廣泛应用到了社会的各个领域，且在越来越多的行业中都发挥出了其自身的显著优势与价值。但是因为变频器自身的通讯自动化控制水平有限，所以在具体的应用中，其功能发挥也受到了一定程度的限制。而随着PLC的应用与发展，内燃机变频器通讯方面的自动化控制水平也开始得到了显著提升。基于此，本文就对PLC和内燃机变频器通讯的应用进行分析，以此来为内燃机变频器自动化程度的提升及其良好发展提供相应参考。

关键词：内燃机变频器;PLC;通讯

0  引言

在当今的汽车、轮船等的应用中，内燃机通讯效率将会对其工作效率起到直接的影响作用，同时也可以进一步提升此类机械设备中内燃机运行的流畅性。在以往的机械自动化控制中，通常都采用内燃机变频器来进行控制。但是因为内燃机变频器在通讯方面并不具备足够的自动化程度，所以内燃机的生产效率也就受到了一定程度的不利影响。为实现内燃机变频器通讯效率的进一步提升，满足内燃机在生产中的实际应用需求，就需要对PLC加以合理应用，通过PLC来进行内燃机集成系统的变频控制，以此来实现内燃机变频器通讯效率的提升。

1  PLC在内燃机变频器通讯中的应用意义概述

通过大量的应用实践证明，在通过PLC集成系统进行内燃机变频器自动化控制之后，内燃机变频器中的全部起停故障都是通过PLC的开关量进行端对端控制。同时，在将PLC集成系统应用到了内燃机变频器中之后，内燃机变频器的控制手段也实现了多样化。随着当今RS-485形式的先进通讯方式应用，PLC在其中的优势更是得到了充分发挥。通过PLC集成系统的应用，让该通讯方式在以往通讯基础上实现了抗干扰能力的进一步提升，内燃机变频器也实现了传输速度和传输速率的显著提升，且这种内燃机变频器的造价也比较低。所以在具体的内燃机自动化控制中，可通过增强PLC和内燃机变频器之间的串行通讯方式对整个机械系统进行远程监控，并使其实现自动化的变频控制。

2  基于PLC的内燃机变频器通讯工作原理概述

在基于PLC的内燃机变频器具体通讯过程中，其主要原理是将PLC集成系统作为主机，将内燃机变频器作为从机。在整个系统中，主机负责所有的电码传输控制。具体工作中，PLC会向各个地方不停进行电码发送，而其他的内燃机变频器也将会不断地对来自于PLC主机的电码进行响应。通常情况下，一台足够先进的PLC主机可以携带的从机数量都比较多，最多可达到31台。在这样的情况下，整个的PLC自动化控制系统就形成了一个比较庞大的控制系统工程，所以在具体的通讯传输过程中，可通过传输速率以及传输格式的统一设置来实现信息接收水平的显著提升[1]。

3  基于PLC的内燃机变频通讯系统配置分析

3.1 内燃机变频器的合理选择

在变频通讯系统中，内燃机变频器是否得到合理选择将会对其配置水平起到决定性作用，因此在具体的系统配置中，一定要充分注重内燃机变频器的合理选择。首先，需要对内燃机调速器提供出的串行通讯技术加以注重，如果其串行通讯在多种现场总线方式下都可以获得支持，此内燃机变频器就不需要在后期的运行中增加任何的附加费用，这种通讯方式也可以实现价格的最大化降低。通过这样的通讯方式，可进行状态格式化以及自动化控制，同时也可以对通讯结构等多种数据进行高效传输。

3.2 PLC的合理选择

在内燃机变频通讯系统的配制过程中，合理选择PLC才是实现系统整体自动化程度提升的关键。就当前的市场来看，西门子公司所生产的PLC系统普遍具有较高的水平，其自由多样的通讯口可以和其他设备之间实现通讯协议的自定义，进而为其与其他内燃机变频器之间的通讯对接提供足够便利。在具体的工作中，PLC系统可以借助于自由通讯口和内燃机变频器通讯口之间进行连接，以此来实现内燃机变频器运行速度的控制，并对内燃机变频器运行中的各项参数进行读取，然后通过将其与外部其他端口之间的对比来进行参数调整[2]。通过这样的方式，就可以显著提升整体内燃机系统运行的可靠性，在实现PLC端口数量减少的同时实现内燃机变频器信息获取量的增加。

4  PLC和内燃机变频器通讯应用分析

4.1 MODBUS通讯分析

MODBUS通讯通常是通过PLC主站以及从站所组成的一种通讯形式，其中，主站仅限一台，从站最多为31台。具体应用中，信号会从主站发出，从站在接收到相应的信号之后会做出相应反馈，进而实现主站和从站之间特定时刻的单点通讯。为达到这一目标，必须要在主站进行与每一个从站相对应的通讯地址设置，并通过这个地址与从站之间进行通讯，在从站接收到了相应的信号之后，会将响应回馈给主站。

4.1.1 通讯时序

主机程序主要是对主机和从机这两者之间所进行的信号通讯进行控制，它有着固定的控制方法，即主机负责进行信息传送，从机负责进行信息响应。在此过程中，主机会按照事先预定好的时序将指令信息数据发送给从站，在从站接收到来自于主站的信息之后，会立即对其进行解读，并对主站所下达的指令予以执行[3]。在指令执行完毕之后，从站会将应答信息反馈给主站。

4.1.2 通讯格式

就目前的PLC内燃机变频器而言，通用形式的安川高性能适量控制内燃机变频器C7是最为常用的一种自动化控制形式的内燃机变频器。这种内燃机变频器首次应用了三电平形式的控制方法，这种控制方法在当今世界上属于一项领先技术，该技术可以将400V级电机在冲击电压作用下所出现的绝缘体损伤或者是在轴电压作用下出现的主轴电腐蚀等问题加以有效解决，让电流矢量实现多功能、高性能的控制，该内燃机变频器可以让各种内燃机保持在一个高精度、高效率的运行状态。

此类内燃机变频器在三项异步交流电机中十分适用，借助于此类内燃机变频器，可以对内燃机电机速度进行有效的控制和调节，且该内燃机变频器的性能和安全性都非常高，目前已经在全球工业领域中得到了全面认可。在此类内燃机变频器中，内燃机变频器MODBUS的通讯格式如表1。

4.1.3 格式信息化

在MODBUS具体的通讯过程中，相应的指令会从主控器中发出，然后到达驱动装置，在驱动装置接收到这个指令后，会立即作出响应。在此过程中，每一条指令信息都可以按照四个部分进行划分，其一是功能码;其二是驱动器地址;其三是信息数据;其四是错误校验。

功能码中集合了所有的预置指令编码，实际通讯功能会对其起到决定性作用，而在安川内燃机变频器中，通讯功能主要有三个，第一是对储存器中的内容进行读取;第二是对回路进行测试;第三是将相应的数据写入到多个储存器中。

驱动器地址也就是内燃机变频器地址，0-32是其区间，如果将0作为预设值，则默认所有的内燃机变频器都对来自于主控端的指令信号进行自动接收和自动执行，且不对相应信号进行反馈[4]。

信息数据是一组由数据和储存器地址所组成的数据流，它与有着不同差异性的内容指令相对应，且自身长度也会随着指令而产生相应的差异性。

错误校验数据位于传输信息组的末尾，其主要作用是对内燃机数据通讯传输过程中是否存在错误进行确认，循环冗余是其主要的校验方式。

4.2 三菱PLC和通讯模块分析

在三菱公司所生产的QJ71C24模块中，与外部设备之间进行连接、并将相应指令传送给外部设备的通讯方式有三种，其一是MC通讯协议;其二是无序形式的数据通讯;其三是双向协议形式的数据通讯。其中，无序形式的数据通讯有着比较高的兼容性，可以將预连接的外部设备信息接收规格作为依据，对信息容量或者是长度进行合理更改，同时也可以采用与外部连接设备具体通讯规格相符合的所有信息格式来传输相应的信息数据。

在对长度可变形式的信息数据进行接收时，主要的负责部分是接收完成码;而在对长度固定的信息数据进行接收时，主要的负责部分是接收数据计数。在对该通讯模块进行实际应用的过程中，操作者可以借助于PLC系统中的顺序程序对上述接收完成码以及接收数据计数的参数进行设置或者是修改。但是在此之前需要对PLC系统的顺序程序进行编制，这样才可以使其与外部连接设备的具体规格相符合，以此来实现对外部连接设备的自动化通讯控制。

在通过接收完成码进行数据接收的过程中，应该在外部设备信息发送终时将QJ71C24中设定的接收完成码发送数据添加好，在QJ71C24接收到了相应的接收完成码之后，会将相应的数据读取请求反馈信息发送给PLC顺序程序，在这个数据读取请求获得了允许之后，PLC顺序程序内的数据读取程序将开始对来自于外部连接设备中的数据进行自动接收，一直到接收到了接收完成码为止[5]。

在通过接收数据计数进行数据接收的过程中，QJ71C24会对来自于预设接收数据技术内的数据进行接收，然后将相应的数据接收以及数据读取请求发送给PLC顺序程序，在PLC顺序程序受到了相应的请求之后，将会对数据接收计数中的数据进行读取。图1为三菱PLC的信号通讯时序图。

5  结束语

综上所述，将当今先进的PLC技术和设备引入到内燃机变频器的控制中，可以让内燃机变频器的通讯传输功能和速率实现全面提升，以此来满足当今时代中各行各业发展对于内燃机变频器的实际需求，促进PLC技术以及内燃机变频器的良好应用与发展。

参考文献：

[1]刘鸿兵，牛永胜，余鑫.1200PLC与变频器进行MODBUS通讯的应用[J].内蒙古石油化工，2019（9）：17-18.

[2]张力，李双鹏，杨小朋，等.基于PROFIBUS-DP的西门子S7-1500PLC与ACS5000变频器通讯的应用[J].电气传动自动化，2019（6）：28-32.

[3]李丽萍.刍议PLC和变频器的通讯应用[J].科学技术创新，2019（29）：39-40.

[4]张冬梅.浅析PLC与变频器的通讯应用与研究[J].信息系统工程，2018（4）：42.

[5]李思晔.变频器与PLC的通讯控制原理及应用分析[J].名城绘，2018（003）：257-258.