PLC高級應用技術,PLC與變頻器的CANopen總線通訊控制之線路介紹

上篇文章 向大家講解了PLC控制變頻器的三種方式,對於硬接線的方式,初學者很好理解,對於總線通訊,可能理解起來就比較麻煩,今天就跟大家講解一下PLC和變頻器的總線通訊。就以CANopen總線為例。CANopen總線是一種常用的現場總線,在嵌入式系統中非常常見,施耐德電氣,倫茨伺服,翠歐運動控制器等等默認支持的總線就是CANopen總線。

需要注意的是,總線通訊是高級功能,一般的PLC和變頻器是不支持的,基本上是中等以上的產品才支持。一般都是驅動器數量比較多或是位置比較分散的場合使用。此種應用場合是不適宜使用模擬量的。

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對於採用通訊控制的機械設備或是大型生產線,它的維護比用模擬量的要複雜,因為模擬量你可以方便的用萬用表測量,而通訊就不行了,線路是否暢通,和通訊是否成功沒有必然關係。通訊線路暢通,通訊不一定暢通。這對維修電工提出了更高的要求,因此掌握通訊的基本原理和實現方法,已經成了現場維修電工的基本技能,如果你還是燈泡電工那一套,遲早要被淘汰。


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其實對於現場維護的維修電工來說,總線通訊的線路檢查是非常之重要的,因此,在講解CANopen總線通訊之前,先要詳細瞭解一下CANopen的接線。

1 信號對應關係

CANopen總線 需要三根信號線,分別是CAN_H ,CAN_L, GND。PLC側和變頻器側一一對應即可。

和西門子的DP總線不同,CANopen總線需要三根線,因為DP總線沒有GND線。需要注意的是,CAN_H CAN_L 一定要用雙絞線。在標準CANopen線纜中,一般是白色和藍色,而且線纜的屏蔽層一定要接地,和強電線纜(主要是380V)保持一定的距離。使用總線通訊和模擬量最大的不同就是,如果你的模擬量線纜連接正常,那麼系統就能正常工作。而總線通訊即使線纜正常,也不一定能正常工作。

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如圖所示,這分別是施耐德M241系列PLC和ATV71系列變頻器的CANopen接口,在實際中,我們只需要將對應信號連接即可。所有的總線通訊,包括MODBUS/RTU通訊,都是如此,高對高,低對低,或是正對正,負對負。千萬不要接錯。

2 總線通訊的拓撲結構

拓撲結構,是指通訊網絡中各個節點的連接方式,對於採用基於485技術的各種總線通訊,都是採用菊花鏈結構,也就是各個元器件並聯的方式,這種方式,效率最高,線路各種干擾對通訊的影響最小。

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如上圖所示,PLC總線接口下所有的從站採用並聯連接,也就是手拉手的連接方式。這是總線通訊最合理的連接方式。也就是說,通選線路要成為一條直線,而不是縱橫交叉。在線路的起始和末尾,也就是紅色標記的地方,要增加120歐姆的終端電阻。

總結:正確良好的接線是實現總線通訊的第一步,對通訊的穩定性也起著至關重要的作用。現場設備出問題,很多時候也是接線問題,比如接口鬆動,接觸不良,收到干擾等等。因此,線路對總線通選至關重要,這是和模擬量最大的不同。


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