本文研究的是觸摸屏通過modbus rtu通訊協(xié)議與變頻器通訊實(shí)現(xiàn)變頻器的控制。觸摸屏采用威綸通tk6070ip,變頻器用匯川md380通用系列。通過觸摸屏編程軟件，編輯控制畫面實(shí)現(xiàn)變頻器的啟動(dòng)、停止、速度調(diào)節(jié)、多段速速度設(shè)置，通過宏指令實(shí)現(xiàn)工程值與實(shí)際值的轉(zhuǎn)換。
一、modbus rtu 簡(jiǎn)介：
為了在自動(dòng)化系統(tǒng)之間、自動(dòng)化系統(tǒng)和所連接的分散的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間進(jìn)行信息交換，如今串行現(xiàn)場(chǎng)總線被主要用作通訊系統(tǒng)。成千上萬的應(yīng)用已經(jīng)強(qiáng)烈地證明了通過使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，可以節(jié)省多至40％的接線、調(diào)試及維護(hù)的費(fèi)用。僅僅使用兩根電線就可以傳送現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的所有相關(guān)信息，比如輸入和輸出數(shù)據(jù)、參數(shù)、診斷數(shù)據(jù)。過去使用的現(xiàn)場(chǎng)總線往往是制造商的特定現(xiàn)場(chǎng)總線，并且同其它現(xiàn)場(chǎng)總線不兼容。如今使用的現(xiàn)場(chǎng)總線幾乎是完全公開和標(biāo)準(zhǔn)化的。這就意味者用戶可以以最合理的價(jià)格選擇最好的產(chǎn)品，而不用依賴于每個(gè)獨(dú)立的制造商。modbus rtu是一種國(guó)際的、開放的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。作為一種很容易實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，在全世界范圍內(nèi)，modbus得到了成功的應(yīng)用。應(yīng)用領(lǐng)域包括生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化、過程控制和樓宇自控。modbus rtu通訊協(xié)議的報(bào)文如圖1。
圖1
modbus rtu 通訊協(xié)議的報(bào)文功能碼如下：
01h 讀取線圈狀態(tài)。 從執(zhí)行機(jī)構(gòu)上讀取線圈（單個(gè)位）的內(nèi)容；
02h 讀取離散量輸入。 從執(zhí)行機(jī)構(gòu)上讀取離散量輸入（多個(gè)位）的內(nèi)容；
03h 讀取保持寄存器。 從執(zhí)行機(jī)構(gòu)上讀取保持寄存器（16位字）的內(nèi)容；
04h 讀取輸入寄存器。 從執(zhí)行機(jī)構(gòu)上讀取輸入寄存器（16位字）的內(nèi)容；
05h 強(qiáng)置單線圈。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的線圈（單個(gè)位）為“通”（“1”）或
“斷”（“0”）；
06h 預(yù)置單寄存器。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的單個(gè)保持寄存器（16位字）；
0fh 強(qiáng)置多線圈。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的幾個(gè)連續(xù)線圈（單個(gè)位）為“通”（“1”）
或“斷”（“0”）；
10h 預(yù)置多寄存器。 寫數(shù)據(jù)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的幾個(gè)連續(xù)的保持寄存器（16位字）。
二、威綸通編程軟件介紹：
eb8000軟件中modbus協(xié)議的設(shè)備類型為0x、1x、3x、4x、5x、6x，還有3x_bit，4x_bit，6x_bit，0x_multi_coils等，下面分別說明這些設(shè)備類型在modbus協(xié)議中支持哪些功能碼。
0x：是一個(gè)可讀可寫的設(shè)備類型，相當(dāng)于操作plc的輸出點(diǎn)。該設(shè)備類型讀取位狀態(tài)的時(shí)候，發(fā)出的功能碼是01h，寫位狀態(tài)的時(shí)候發(fā)出的功能碼是05h。寫多個(gè)寄存器時(shí)發(fā)出的功能碼是0fh。
1x：是一個(gè)只讀的設(shè)備類型，相當(dāng)于讀取plc的輸入點(diǎn)。讀取位狀態(tài)的時(shí)候發(fā)出的功能碼為02h。
3x：是一個(gè)只讀的設(shè)備類型，相當(dāng)于讀取plc的模擬量。讀數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)出的功能碼是04h。
4x：是一個(gè)可讀可寫的設(shè)備類型，相當(dāng)于操作plc的數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)出的功能碼是03h，當(dāng)寫數(shù)據(jù)的時(shí)候發(fā)出的功能碼時(shí)10h，可寫多個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。
5x：該設(shè)備類型與4x的設(shè)備類型屬性是一樣的。即發(fā)出讀寫的功能碼完全一樣，不同之處在于：當(dāng)為雙字時(shí)，例如32_bit unsigned格式的數(shù)據(jù)，使用5x和4x兩種設(shè)備類型分別讀取數(shù)據(jù)時(shí)，高字和低字的位置是顛倒的。例如，使用4x設(shè)備類型讀到的數(shù)據(jù)是0x12345678，那么使用5x設(shè)備類型讀到的數(shù)據(jù)是0x56781234。
6x：是一個(gè)可讀可寫的設(shè)備類型，讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候，發(fā)出的功能碼也是03h，與4x不同之處在于寫數(shù)據(jù)的時(shí)候發(fā)出的功能碼時(shí)06h，即寫單個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)。
三、變頻器參數(shù)設(shè)置：
f0-02 命令源選擇為：通訊命令通道（1正轉(zhuǎn)運(yùn)行、2反轉(zhuǎn)運(yùn)行、3正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、4反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)、5自由停車、6減速停機(jī)）；
f0-03 主頻率源選擇為：通訊給定；
f0-28 串口通訊協(xié)議選擇：modbus 協(xié)議；
fd-00 通訊波特率：9600 bps；
fd-01 modbus 數(shù)據(jù)格式：偶校檢（8-e-1）；
fd-02 本機(jī)地址：1
fc-00—fc-15 1到16段多段速運(yùn)行速度
四、觸摸屏程序設(shè)置：
觸摸屏編程軟件先設(shè)置好聯(lián)機(jī)設(shè)備，設(shè)備名稱為modbus rtu ,及設(shè)置好通訊格式。如圖2。
圖2
威綸通編程軟件具有強(qiáng)大的宏指令功能，通過此功能我們可以編輯工程值與具體值的轉(zhuǎn)換程序。交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速=60f/p。f是交流電的頻率；p是磁極對(duì)數(shù)；60是一分鐘秒數(shù)。四極電動(dòng)機(jī)就是2對(duì)磁極.所以四極電機(jī)的理論轉(zhuǎn)速是1500轉(zhuǎn)/分。這是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，實(shí)際轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，四極電機(jī)一般是1450轉(zhuǎn)/分。根據(jù)交流電機(jī)的轉(zhuǎn)換公式，我們就可方便寫出該轉(zhuǎn)換公式的宏指令，如圖3。
圖 3
觸摸屏界面設(shè)計(jì)如圖4。
圖4
五、總結(jié)：
在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中：變頻器操作板都采用數(shù)碼管顯示，當(dāng)需要設(shè)置參數(shù)時(shí)還得參考說明書查找相應(yīng)的功能地址，采用觸摸屏來控制變頻器操作方便、直觀，還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變頻器的多組數(shù)據(jù)(運(yùn)行頻率、電壓、電流、轉(zhuǎn)矩等等)；觸摸屏配合變頻器自帶的簡(jiǎn)單輸出控制功能可完成多段速的控制，擺脫控制器節(jié)約了成本；一臺(tái)觸摸屏通過走rs485通訊還可同時(shí)控制及監(jiān)測(cè)多臺(tái)變頻器；應(yīng)用觸摸屏還可提高設(shè)備檔次。