1 引言
工业自动化控制中，PLC与变频器的通信时，我们希望实现的通信功能通常有四个：一是变频器的运行监视功能，二是变频器的运行控制功能，三是变频器的参数读出功能，四是变频器的参数写入功能。以往我们广泛的采用RS-485串行通信方式，可以说该方式的程序设计方法已经深入人心，但用传统的RS指令设计通信程序时，程序编制复杂，涉及的知识面广，所有数据信息均需用ASCⅡ码发送和接收。程序容量大，编程工作量大，对编程人员的要求高，程序难读难调试，稍有不慎，系统将无法正常运行！但在三菱系列FX2N和FX2NC型PLC中，如果在硬件上增加了FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-485BD功能扩展板，应用EXTR指令进行程序设计，即直接用EXTR指令对变频器的数据进行读、写和监视、控制，将使通信程序的设计方法变得简单，容易掌握，程序也更加简洁、易懂，调试更加简单。
2 EXTR指令介绍
在FX2N和FX2NC的PLC功能指令中，其实并没有EXTR（FNC180）指令，但如果在FX2N和FX2NC上增加FX2N-ROM-E1功能扩展存储器盒和FX2N-ROM-CE1功能扩展存储器盒，则可以使用EXTR指令，也就是说，EXTR指令是一个扩展功能指令，其功能可扩展到直接对变频器数据的进行读写和运行监控，使用该指令的扩展功能如表1所示。
3 扩展功能的实现
应用EXTR指令实现变频器通信程序的设计，即扩展功能的实现需要考虑解决两个问题，一是通信格式的设置，二是如何编制四大扩展功能的通信程序？四大扩展功能主要是指：变频器的运行监视、运行控制、参数读出和参数写入等功能。
3.1 通信格式及变频器通信参数设置
应用EXTR指令进行编程时，通信格式的编制及变频器的通信参数的设置仍与RS-485通信设置一样，仍需用特殊功能数据寄存器D8120对通信格式进行设置，通信格式字中的b15~b10为可忽略的设定内容，一般为0，变频器运行模式参数应设置为Pr79=0,即为上电时外部运行模式，变频器的其他通信相关参数按RS-485的要求设置。
3.2 四大扩展功能的指令解读
1) 变频器运行监视指令
指令形式（如图1）：
指令解读：
当M0接通时，将站号为0号的变频器的运行频率读到PLC的D100数据寄存器中，通过对D100的数据进行监视来实现对变频器的各种运行数据监视。数据流向为变频器→PLC，其中变频器站号用十进制数表示，设定值只能为K0~K7,因为连接变频器的数量最多为8台， H6F为变频器输出频率的指令功能码，其它常用功能码可查阅表2。
2) 变频器运行控制指令
指令形式（如图2）：
指令解读：
当M1接通时，按指令功能码（HFA）的要求，对0号变频器进行反转（H04）运行控制。常见变频器运行控制功能码见表3。
3) 变频器参数读出指令
指令形式（如图3）：
指令解读：
当M3接通时，读取0号变频器的加速时间，并保存到PLC的数据寄存器D101中，其中K7对应于变频器的Pr.7。
4) 变频器参数写入指令
指令形式（如图4）。
指令解读:
M3接通时，把D102的数值写入到0号变频器中，即设定变频器的减速时间为D102的数值，其中K8对应于变频器的Pr.8。
3.3 通信指令使用说明
1) 当驱动条件从OFF到ON的上升沿时，开始执行与变频器间的通信，通信执行后即使驱动条件关闭，通信仍会执行完毕，若通信条件一直为ON，将执行反复通信。
2) EXTR指令不能与RS指令合用，也不能在CJ－－P、FOR－－NEXT、P－－SRET和I－－IRET指令之间使用。
3) EXTR指令可以多次编程，当同时驱动多个指令时，当前变频器通信结束后，才执行下一个EXTR指令。
4) 当一个通信指令EXTR执行完后，M8029变为ON，且保持一个扫描周期，当执行多个EXTR指令时，在全部指令通信完成前，务必保持驱动条件为ON，直到全部通信结束时，再利用M8029将驱动条件复位。
4 通信程序设计举例
4.1 控制要求
用PLC与变频器通信的方式控制变频器，能实现对电动机的正、反转和停止控制，能写入和读出电动机运行的上限频率、下限频率以及加速和减速时间，并能监视电动机运行的电压、电流和频率。
4.2 程序设计
通信程序如图5所示。
5 结束语
应用EXTR指令编程，可以简化PLC与变频器的通信程序，程序设计的优越性毋容置疑，但也有其局限性。一是适用机型只有FX2N和FX2NC系列的PLC，版本均需在Ver3.0以上，且PLC必须加装存储盒；二是变频器的型号也只有A500、E500和S500。变频器的数量最多也只有8台。当然，如果是FX3U和FX3UC系列的PLC要实现与变频器通信的四大功能就不需要加装存储盒了，因为该机型已经具备与变频器的直接通信功能，已有变频器的监视、控制、参数读出和参数写入的等专用功能指令，它们分别是IVCK指令， IVDR指令， IVRD指令和IVWR指令。若在控制系统中再配置触摸屏，则将使变频器参数的监控变得更加直观、方便，控制系统也显得更加完整。
参考文献:
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[3] 郭宗仁等编著.可编程控制器应用系统设计及通信网络技术[M].北京:人民邮电出版社,2002.9.
[4] 三菱电机公司.FR桬500变频器调速器使用手册[Z]，2005.7.
作者简介:余文培(1973-),男,维修电工一级实习指导教师,从事电气自动化专业教学工作。