????????交流伺服系統具有可靠性高、高速性能好、維護成本低等特點，廣泛應用于數控機床、機器人等需進行大范圍調速高精度位置控制的場合，如機床的進給驅動等。一般通用型伺服驅動器利用外部輸入脈沖指令(如直接利用PLC的脈沖輸出)來控制伺服電機的位置與速度。在先進的伺服驅動器上，已經開始采用網絡總線控制技術，即此類驅動器與主控制器(如PLC)之間采用通用現場總線連接，并以網絡通信的形式進行二者間的數據交換，實現驅動器調試監控以及運行過程控制。

????????下面就以三菱Q系列PLC控制三菱網絡控制型交流伺服驅動器MR—J3為例，對二者間的通信進行闡述。

????????1 PLC與伺服驅動器間的通信網絡接口

????????在網絡系統中，將具有數據交換控制權的設備稱為網絡主站，PLC、CNC、外部計算機等是常用的網絡主站。而將只能接收與執行網絡控制命令的設備稱為網絡從站，伺服驅動器、變頻器、主軸驅動器等是常用的網絡從站。網絡設備之間通過通信電纜(網絡總線連接)。網絡中的1個主站可以對1或n個從站進行通信與控制。根據實際應用，本例中主站為PLC，多個從站為伺服驅動器和變頻器，即采用1：n的網絡鏈接方式。通信系統構成如圖1所示。采用RS-485總線構成控制網絡，以主從式結構，主站(PLC)對各從站(伺服驅動器、變頻器等)進行運行控制，即PLC通過RS-485總線與伺服驅動器、變頻器通信，完成對它們控制命令字寫入和實時運行狀態字讀取功能。

????????如圖1所示，PLC采用三菱Q系列PLC：Q02HCPU模塊、Q61P電源、QJ71C24N串行通信模塊及Q38B基板。伺服驅動器采用三菱網絡控制型交流伺服驅動器MR-J3。C24N為Q系列PLC的專用串行通信模塊，支持RS-232C、RS-422、RS-485三種串行通信接口傳輸標準，支持全雙工和半雙工通信，通信速率設定范圍為50～230 400 bit/s，在使用RS-422/485接口進行通信時，最長通信距離為1 200 m。RS-485接口定義為2線制半雙工一對多通信，但也可以根據外部設備的需要接成4線制。伺服驅動器的通信接口為CN3。C24N與CN3的硬件連接如圖2所示，最大連接距離應在30 In以內。

圖1通信系統構成框圖

????????通信前C24N模塊、伺服驅動器通信接口需分別進行通信參數的設置。

????????MR-3通信接口規范：RS-485；通信協議與方式：ASCII字符傳輸協議，異步/半雙工通信；最大鏈接數量：32；數據幀格式與長度：11位；起始位1/數據位8/奇偶校驗位1/停止位1；通信速率：9 600—1 152 006bit/s。

????????MR-J3通信接口其他通信參數設置如下：
????????PC20：從站地址，設為0～n。
????????PC21.3：通信延時，設為0，無延時。
????????PC21.1：通信速率，設為438 400 bit／s。

圖2 C24N與CN3的硬件連接

????????2 PLC與伺服驅動器間的通信過程

????????在數據通信或網絡控制時，驅動器只能以從站的形式接入系統，因此，驅動器只能接收主站的控制命令，并根據命令要求進行相關操作。驅動器與PLC的通信過程如下：

????????a．PLC執行通信程序，向MR-J3發送控制命令；
????????b．MR—J3根據控制命令要求，進行數據讀出或寫入的操作(通信處理)，完成后向PLC返回執行結果數據(如返回讀出的參數值或命令執行時的錯誤信息等)；
????????c．PLC執行通信程序，從MR—J3接收執行結果數據，并根據執行結果數據，進行相關處理(數據處理)。

????????PLC在通過其串行通信模塊C24N與MR—J3系列伺服驅動器進行通信時應采用MR—J3的專用協議。該協議下所定義的控制命令格式與執行結果數據格式如圖3、圖4所示。

圖3 MR—J3通信協議下的控制命令格式
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圖4 MR—J3通信協議下的執行結果數據格式

????????PLC執行通信程序，發送格式A或格式B形式的控制命令，同樣PLC執行通信程序接收格式C或格式D形式的執行結果數據，來實現與驅動器的通信。其中SOH為控制命令代號；從站地址為對應驅動器的編號；STX為數據開始標志；指令代碼規定了驅動器要進行的操作；數據號用于指定參數號、運行參數等；指令數據為1～16幀，用于數據寫入與運行控制命令，以發送參數值等；ETX為數據結束標志；讀出數據為驅動器內部工作狀態數據或參數值；出錯代碼為命令執行時的錯誤信息。

????????鑒于PLC通信程序的編寫與調試非常繁雜，三菱電機提供了可視化編程的軟件包CX Cconfiguratorsc，該軟件用于配置C24系列模塊的各種參數和進行編程。所以進行參數設置及通信程序編制都是通過該軟件編寫的。在編寫PLC通信程序前，需先制作發送功能塊與接收功能塊。利用CX Configurator—SC軟件包中的FB Support功能來完成PLC各種功能塊的制作。用于通信的發送功能塊與接收功能塊的制作有三步：

????????a．制作控制命令格式與執行結果數據格式按照MR—J3通信協議所規定的格式A、格式B制作發送數據幀格式；按照MR—J3通信協議所規定的格式C、格式D制作接收數據幀格式；

????????b．制作控制命令內容與執行結果數據內容按照格式A或格式B填入相應的發送內容(數據或形參)，按照格式C或格式D填入相應的接收內容(數據或形參)；

????????c．制作發送與接收功能塊

????????制作的該功能塊用于完成數據發送與接收。在機床的進給驅動中，發送數據主要用于實現電機速度命令給定，接收數據主要用于電機實際運行狀態的讀取。

?????????最后分別對各功能塊進行編譯，就可以用其編制PLC通信程序了。

????????3 結束語

????????本系統中，PLC通過RS-485總線與多個伺服驅動器、變頻器等進行通信，向它們寫入控制命令字，讀取它們的運行數據。這樣能方便地完成對各伺服驅動器、變頻器等的運行控制。若配以觸摸屏則可以隨時控制加工過程，了解工藝參數，對各種故障及時記錄并報警。??