10.7 Comunicazione FX – Inverter con protocollo ModBus

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1 10.7 Comunicazione FX – Inverter con protocollo ModBus

2 Protocollo Modbus Il protocollo ModBus RTU permette la comunicazione attraverso il connettore RJ45 dell’inverter negli inverter FR-D700 e FR-E700, o attraverso la seriale RS485 negli inverter FR-F700 e FR-A800 L’inverter funzionerà nella modalità NET. Lo scambio di dati seriali tra master e slave avviene utilizzando un formato dedicato per i messaggi. Tale formato comprende funzioni per la lettura e la scrittura dei dati che consentono di leggere e scrivere i valori dei parametri da e verso l’inverter, di trasmettere comandi all’inverter e di monitorarne le condizioni operative. I dati dell’inverter sono accessibili attraverso i registri (40001…49999)

3 Cablaggio del sistema

4 10.7.3 Caratteristiche della comunicazione
Specifica Descrizione Parametri Protocollo di trasmissione Protocollo Modbus-RTU Pr 549 = 1 Numero di inverter Numero di stazione (1) Pr 117 o 331 =1 Velocità di trasmissione 4800/ 96000/ 19200/ (fino a per A800) baud Pr 118 o 332 = 192 Sistema di controllo Asincrono - Sistema di comunicazione Half-duplex Comunicazione Set di caratteri Binario 8 bit (non modificabile) Bit di start 1 bit Lunghezza bit di stop Selezionabile tra: nessuna parità, bit di stop:1 Parità odd, bit di stop: 1 Parità even, bit di stop 1 Pr.120 o 334 = 2 Controllo di parità Controllo errori Controllo CRC Segnale di fine Tempo di attesa Modo di funzionamento seriale NET Pr.340 = 1

5 Lettura dei dati del registro H06 Impostazione di un singolo registro
Formato dei dati Lo scambio di dati si svolge con l’invio di una richiesta dalla stazione master e la restituzione di una risposta dalla stazione slave. I codici funzione (richiesti della stazione master) supportati dal Modbus sono riportati nella seguente tabella Codice Funzione Descrizione H03 Lettura del registro Lettura dei dati del registro H06 Impostazione di un singolo registro Scrittura di dati nel registro H08 Diagnostica Diagnostica della funzione (solo controllo di comunicazione) H10 Impostazione di più registri Scrittura di dati in più registri adiacenti H46 Lettura del log di accesso ai registri Lettura del numero di registri a cui si è avuto accesso durante la comunicazione Se la richiesta è corretta, la stazione slave restituisce il codice funzione indicato nella richiesta. Se, invece, la richiesta contiene un codice diverso da quelli indicati, la risposta conterrà H80 e il codice della funzione.

6 Es. registro 40014  40014 – 40001 = 13 Registro Descrizione
Registri Modbus Registro Descrizione Lettura/ scrittura Note 40002 Reset inverter Scrittura È possibile scrivere qualunque valore 40003 Cancellazione parametri È possibile scrivere il valore H955A 40004 Cancellazione totale parametri È possibile scrivere il valore H99AA 40006 Azzeramento parametri È possibile scrivere il valore H5496 40007 Azzeramento totale dei parametri È possibile scrivere il valore HAA99 40009 Stato operativo dell’inverter/ comandi operativi - 40010 Selezione modalità operativa 40014 Frequenza di uscita (RAM) Secondo le impostazioni del parametro 37, il valore è espresso in giri/min 40015 Frequenza di uscita (EEPROM) Sottrarre sempre al numero del registro selezionato Es. registro  – = 13

7 Registri Modbus Per impartire all’inverter i comandi operativi (registro 40009) bisogna abilitare i bit del registro stesso in base alla funzione richiesta Bit Descrizione Istruzione operativa Stato di funzionamento Arresto RUN (azionamento motore) 1 Rotazione avanti 2 Marcia indietro 3 RH (velocità alta) SU (confronto frequenza nominale/ effettiva) 4 RM (velocità media) OL (allarme sovraccarico) 5 RL (velocità bassa) 6 FU (rilevamento frequenza di uscita) 7 RT (selezione 2° funzione) ABC (allarme) 8 AU (abilitazione comando di corrente) 9 10 MRS (arresto uscita) 11 12 13 14 15 Allarme Esempio Marcia indietro + velocità bassa RL. Impostare nei dati del registro: 36  22(marcia indietro, 2° bit) + 25(RL attivo, 5° bit) = 36

8 10.7.5 Registri Modbus - Monitor
Registro Descrizione 40201 Frequenza di uscita 40220 Tempo cumulativo di lavoro 40202 Corrente di uscita 40223 Tempo di funzionamento relè 40203 Tensione di uscita 40224 Fattore di carico motore 40205 Impostazione di frequenza 40225 Potenza cumulativa 40206 Tensione bus DC 40252 Set point PID 40209 Ciclo frenatura rigenerativa 40253 Valore misura PID 40210 Fattore di carico funzione relè termico elettronico esterno 40254 Valore deviazione PID 40211 Valore di picco corrente di uscita 40261 Carico termico del motore 40212 Valore di picco tensione bus DC 40262 Carico termico dell’inverter 40214 Potenza di uscita 40263 Potenza di uscita 2 totale 40215 Stato dei morsetti d’ingresso 40264 Resistenza del termistore PTC 40216 Stato dei morsetti di uscita - Morsetti d’ingresso Morsetti d’uscita

9 10.7.5 Registri Modbus - Parametri
Pr. Registro Nome Lettura/ scrittura Note 0-999 L’indirizzo del registro è dato dal numero del parametro C2 (902) 41902 Offset per riferimento in tensione ingresso 2 (frequenza) C3 (902) 42092 (valore analogico) Viene letto il valore analogico (%) da C3 (902) 43902 Lettura Viene letto il valore analogico (%) della tensione (corrente) al morsetto 2 125 (903) 41903 Guadagno per riferimento in tensione ingresso 2 (frequenza) C4 (903) 42093 Guadagno per riferimento in tensione ingresso 2 (valore analogico) Viene letto il valore analogico (%) da C4 (903) 43903 C5 (904) 41904 Offset per riferimento in corrente ingresso 4 C6 (904) 42094 Viene letto il valore analogico (%) da C6 (904) 43904 126 (905) 41905 Guadagno per riferimento in corrente ingresso 4 (frequenza) C7 (905) 42095 Guadagno per riferimento in corrente ingresso 4 (valore analogico) Viene letto il valore analogico (%) da C7 (905) 43095 Guadagno per riferimento in corrente ingresso 4 (valore analogico)

10 Registri per la lettura dello storico allarmi
Registri Modbus Registri per la lettura dello storico allarmi Registro Nome Lettura/ scrittura 40501 Cronologia allarmi 1 40502 Cronologia allarmi 2 Lettura 40503 Cronologia allarmi 3 40504 Cronologia allarmi 4 40505 Cronologia allarmi 5 40506 Cronologia allarmi 6 40507 Cronologia allarmi 7 40508 Cronologia allarmi 8 Elenco allarmi Dati Descrizione H00 Nessun allarme H40 E.FIN HB1 E.PUE H10 E.OC1 H52 E.ILF HB2 E.RET H11 E.OC2 H60 E.OLT HC0 E.CPU H12 E.OC3 H70 E.BE HC4 E.CDO H20 E.OV1 H80 E.GF HC5 E.IOH H21 E.OV2 H81 E.LF HC7 E.AIE H22 E.OV3 H90 E.OHT HC9 E.SAF H30 E.THT H91 E.PTC HF5 E.5 H31 E.THM HB0 E.PE -

11 10.7.7 Configurazione della comunicazione
Per far si che la comunicazione avvenga in modo corretto, il programma PLC deve contenere: La configurazione della comunicazione I comandi Modbus dedicati. La configurazione della scheda avviene settando alcuni parametri nei registri speciali del PLC FX3U. Per avviare la configurazione, il programma PLC deve contenere il relè ausiliario M8411che può essere usato sia per il Canale 1 che per il Canale 2. È ora possibile configurare le funzionalità del Modbus attraverso l’istruzione MOV

12 10.7.7 Configurazione della comunicazione
Registri dati speciali Formato comunicazione Ch1 Ch2 Bit n. Nome Contenuto 0 (bit=off) 1 (bit=on) D8400 D8420 Bit 0 Lunghezza dati 7 bit 8 bit Bit1 Bit 2 Parità b2, b b2,b1 (0,0): nessun controllo (1,1): Even (0,1): Odd Bit 3 Bit di stop 1 bit 2 bit Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Velocità di trasmissione (bps) b7,b6,b5,b b7,b6,b5,b4 (0,0,1,1): (0,1,1,1): 4800 (0,1,0,0): (1,0,0,0): 9600 (0,1,0,1): (1,0,0,1): 19200 (0,1,1,0): 2400 Bit 8-11 Non usati Bit 12 Tipo H/W RS232C RS485 Bit 13-15

13 10.7.7 Configurazione della comunicazione
Registri dati speciali Selezione del protocollo Ch1 Ch2 D8401 D8421 Bit n. Nome Contenuto 0 (bit= off) 1 (bit= on) Bit 0 Selezione protocollo Altro protocollo di comunicazione MODBUS Bit 1-3 Non usati Bit 4 Master/Slave MODBUS Master MODBUS Slave Bit 5-7 Bit 8 RTU/ ASHII RTU ASHII Bit 9-15

14 10.7.7 Configurazione della comunicazione
Registri dati speciali Descrizione Ch1 Ch2 D8409 D8429 MODBUS Slave Timeout risposta Dopo che il master invia una richiesta e non riceve risposta dallo slave entro il tempo specificato, il Master prova a rinviare il messaggio o termina il processo con un errore di timeout, in base al valore impostato nel ‘’Numero di tentativi’’ (special registers D8412/D8432) D8412 D8432 Numero di tentativi Se la stazione Slave non risponde entro il ‘’Tempo di risposta’’, la stazione Master MODBUS prova a ritrasmetter il messaggio il numero di volte impostato nel registro prima di terminare il processo con un errore. Valid range: 0-20 s

15 10.7.7 Configurazione della comunicazione
Registri dati speciali Impostazione del range di variabili usato per memorizzare lo stato della comunicazione Ch1 Ch2 D8415 D8435 Bit No. Nome Contenuto 0 (bit=off) 1 (bit=on) Bit 0 Contatore eventi ed errori Conta i valori che non vengono memorizzati Conta i valori che vengono memorizzati Bit 1-3 Non usati Bit 4 Registro eventi (solo per Slave) Il registro eventi non è memorizzato Il registro eventi è memorizzato Bit 5-7 Bit 8 Tipo di dispositivo di memorizzazione dello stato della comunicazione Registri D Registri R Bit 9-15

16 S: Indirizzo nodo slave (1-16) S1: Codice comando Modbus
Comandi Modbus I comandi Modbus vengono settati solamente attraverso l’istruzione ADPRW. ADPRW S S1 S2 S3 S4/D Dove S: Indirizzo nodo slave (1-16) S1: Codice comando Modbus S2: Indirizzo iniziale registro Modbus S3: Numero di registri da leggere o scrivere S4/D: Variabile PLC sorgente o destinazione delle informazioni da scrivere o leggere Sottrarre sempre al numero del registro da inserire in S2

17 Relè ausiliari speciali Descrizione Ch1 Ch2
Comandi Modbus Alcuni speciali relè ausiliari memorizzano il valore corrente dello stato della comunicazione Modbus. Relè ausiliari speciali Descrizione Ch1 Ch2 M8029 Esecuzione comando completata. Questo bit è a 1 se il processo di comando Modbus è stato completato M8402 M8422 Errore di comunicazione Modbus. Questo bit è a 1 durante il processo, nel caso in cui si verifichi un errore nelle comunicazione

18 10.7.9 Programma di esempio per il canale 1
Simple Project

19 10.7.9 Programma di esempio per il canale 1
Simple Project

20 10.7.9 Programma di esempio per il canale 1
Simple Project

21 10.7.10 Programma di esempio per il canale 1
Structured Project

22 10.7.10 Programma di esempio per il canale 1
Structured Project M151

23 10.7.10 Programma di esempio per il canale 1
Structured Project