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富士G11S变频器DP通讯!
发布时间:2025-11-04        浏览次数:2        返回列表

富士 G11S 系列变频器通过PROFIBUS-DP 通信实现与 PLC(如西门子 S7-300/400、S7-1200 等)的远程控制(启停、频率设定)和状态监控(运行状态、故障报警),需配置专用 DP 通信模块并进行参数设置。以下是详细的实现步骤:

一、硬件准备与接线

1. 必备硬件

  • 富士 G11S 变频器:确保型号支持扩展通信模块(如 FRN1.5G11S-4CX)。

  • PROFIBUS-DP 通信模块:富士专用模块 FR-A5AP(适用于 G11S 系列,支持 PROFIBUS-DP 从站功能)。

  • PROFIBUS 总线电缆:屏蔽双绞线(如西门子 6XV1830-0EH10),带终端电阻。

  • PLC:带 PROFIBUS-DP 主站接口(如 S7-300 的 CP342-5、S7-1200 的 CM1243-5)。

2. 硬件安装与接线

  • 安装 FR-A5AP 模块:将 FR-A5AP 模块插入 G11S 变频器的扩展卡槽,紧固螺丝(注意断电操作)。

  • PROFIBUS 总线连接

    • 模块的 “DP IN” 接口连接上游设备(如 PLC 主站或前一个 DP 从站);

    • “DP OUT” 接口连接下游 DP 从站(若有);

    • 总线终端的从站需将模块上的 “TERM” 开关拨至 “ON”(接入终端电阻),中间从站拨至 “OFF”。

  • 接地:模块屏蔽层与变频器接地端子(PE)可靠连接,降低干扰。

二、FR-A5AP 模块参数设置(变频器侧)

通过变频器操作面板或富士编程软件(如 FR Configurator)设置 DP 通信参数:

参数代码名称设定值说明
A001控制模式选择5设定为 “5”:通信控制(通过 DP 总线控制)
A002频率设定模式选择5设定为 “5”:通信设定频率
J601PROFIBUS 地址1~126设定 DP 从站地址(需与 PLC 组态一致,如 1)
J602通信速率0~5设定为与主站一致的速率(如 5=1.5Mbps)
J603数据格式00 = 标准格式(默认,符合 PROFIBUS 规范)
J604故障时通信输出00 = 故障时输出保持最后状态

设置步骤

  1. 变频器上电,按 “MODE” 键进入参数模式;

  2. 输入参数代码(如 J601),按 “SET” 键进入,通过 “∧/∨” 键修改值,再按 “SET” 保存;

  3. 所有参数设置完成后,重启变频器生效。

三、PLC 侧组态(以西门子 S7-300 为例,使用 STEP 7)

1. 安装 G11S 变频器的 GSD 文件

PROFIBUS-DP 通信需加载设备描述文件(GSD),使 PLC 识别富士变频器:

  • 下载富士 G11S+FR-A5AP 的 GSD 文件(如FRENIC-G11S_GSD.zip);

  • 打开 STEP 7,依次点击 “Options”→“Install GSD File”,选择下载的 GSD 文件安装。

2. 组态 PROFIBUS 网络

  1. 新建项目,插入 S7-300 主站(如 CPU 315-2DP);

  2. 双击 “DP” 接口,设置主站参数:

    • 波特率:与变频器 J602 参数一致(如 1.5Mbps);

    • 配置文件:默认 “DP”。

  3. 在 “硬件目录” 中找到 “Fuji Electric”→“FRENIC-G11S with FR-A5AP”,将其拖拽到 DP 网络上,设置从站地址(与 J601 一致,如 1)。

3. 设置 I/O 数据映射

FR-A5AP 模块支持4 字节输入(PLC 读取变频器状态) 和4 字节输出(PLC 控制变频器),数据格式如下:

数据方向字节地址含义说明
输出(PLC→变频器)字节 0控制字(Bit0 = 启动 / 停止,Bit1 = 正反转,Bit2 = 复位等,具体见下表)
输出字节 1~3频率设定值(24 位二进制,范围 0~16777215,对应 0~ 最大频率,默认最大 60Hz)
输入(变频器→PLC)字节 0状态字(Bit0 = 运行中,Bit1 = 故障,Bit2 = 频率到达等,具体见下表)
输入字节 1~3实际输出频率(24 位二进制,对应 0~ 最大频率)

控制字(输出字节 0)关键位定义

Bit 位功能0 状态1 状态
Bit0启动 / 停止停止启动
Bit1正反转正转反转
Bit2故障复位正常复位故障
Bit3点动模式正常运行点动

状态字(输入字节 0)关键位定义

Bit 位功能0 状态1 状态
Bit0运行状态停止运行中
Bit1故障状态无故障故障报警
Bit2频率到达未到达已达设定频率
Bit3过载预警正常过载预警

4. 分配 I/O 地址

在 DP 从站属性中分配输入 / 输出地址(如输入地址 IB100~IB103,输出地址 QB100~QB103),PLC 通过这些地址读写数据。

四、PLC 程序编写(控制与监控逻辑)

以 S7-300 为例,通过读写 I/O 地址实现控制:

1. 启动变频器并设定频率

awl

// 启动变频器(正转,Bit0=1,Bit1=0)
L     B#16#01       // 控制字:启动+正转
T     QB100         // 输出到控制字地址

// 设定频率为30Hz(最大频率60Hz,对应24位最大值16777215)
// 计算:30Hz = (30/60)×16777215 = 8388607(十六进制00800007)
L     W#16#8000     // 频率高16位
T     QW101
L     B#16#07       // 频率低8位
T     QB103

2. 读取变频器状态

awl

// 读取运行状态(Bit0=1表示运行中)
L     IB100
AN    I100.0        // 运行状态为0(停止)
=     M0.0          // 停止标志

// 读取故障状态(Bit1=1表示故障)
L     IB100
A     I100.1        // 故障状态为1
=     M0.1          // 故障报警标志

// 读取实际输出频率(转换为Hz)
L     ID101         // 实际频率的24位数据(高16位+低8位)
L     L#60          // 最大频率60Hz
*D                  // 相乘
L     L#16777215    // 24位最大值
/D                  // 相除,结果为实际频率(DINT)
T     MD20          // 存储实际频率(单位:Hz)

3. 故障复位

awl

// 当故障报警且复位按钮(I0.0)按下时,发送复位信号(Bit2=1)
L     M0.1          // 故障标志
A     I0.0          // 复位按钮
L     B#16#04       // 控制字:Bit2=1(复位)
T     QB100         // 发送复位信号

五、常见问题与排查

  1. 通信失败(PLC 报 “从站丢失”)

    • 检查 DP 地址(J601)与 PLC 组态是否一致;

    • 通信速率(J602)与主站是否相同;

    • 总线电缆接线是否松动,终端电阻是否正确接入(末端从站需 ON)。

  2. 频率设定无响应

    • 确认变频器控制模式(A001=5)和频率设定模式(A002=5);

    • 检查频率设定值计算是否正确(24 位数据对应 0~ 最大频率)。

  3. 状态字无反馈

    • 用示波器检测 DP 总线信号,判断是否存在干扰(需加强屏蔽接地);

    • 更换 FR-A5AP 模块尝试(模块硬件故障)。

总结

富士 G11S 变频器通过 FR-A5AP 模块实现 PROFIBUS-DP 通信的核心是:正确设置变频器参数(地址、速率、控制模式)+ PLC 组态 GSD 文件并映射 I/O 地址 + 编写程序读写控制字 / 状态字。该方案适用于需要集中控制多台变频器的工业场景(如生产线、水泵站),实现远程启停、频率调节和状态监控。

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