通常情況下，要實現HMI設備與(yu) V20變頻器的通訊，需要一個(ge) 支持USS通訊或MODBUS通訊的PLC，比如S7-200係列PLC。其通訊電纜連接如圖1所示。PLC的一個(ge) 通訊端口與(yu) 觸摸屏連接，可以采用PPI協議通訊。PLC的另一個(ge) 通訊端口與(yu) V20的RS485通訊端口連接，采用MODBUS協議通訊，PLC上編寫(xie) MODBUS主站程序，V20為(wei) 從(cong) 站。
如果隻需要對V2O變頻器做簡單的運行控製和變量監視，那麽(me) 上述配置中PLC的作用僅(jin) 為(wei) 數據中轉。這種情況下，觸摸屏直接和V20變頻器通訊，不僅(jin) 能夠實現監控功能，而且可以少用一個(ge) PLC，節省成本。采用西門子的SMART LINE係列觸摸屏能夠實現與(yu) V20變頻器直接通訊的功能。通訊電纜連接如圖2所示。SMART LINE觸摸屏作為(wei) MODBUS主站，V20為(wei) 從(cong) 站。
2. 硬件設備及其安裝
下麵用一個(ge) 實例來介紹Smart Line觸摸屏與(yu) 一台V20變頻器通過MODBUS通訊的實現方法。該例子中用到的主要硬件設備如表1所示，觸摸屏組態軟件為(wei) WinCC Flexible 2008 SP4 China。
表1 示例主要硬件設備
硬件安裝步驟如下：
1）將變頻器、電機、觸摸屏固定在安裝工位上。
2）連接變頻器到電機的動力電纜和接地電纜。
3）連接供電電源到變頻器的動力電纜和接地電纜。
4）連接變頻器和觸摸屏的RS485通訊電纜。觸摸屏RS485的9針接口與(yu) V20端子對應關(guan) 係：3對應P+，8對應N-。
5）連接24V直流電源的交流進線電纜和到觸摸屏的直流供電電纜。
3. V20變頻器參數設置
V20變頻器要采用MODBUS通訊，可以做如下設置：
1）變頻器恢複出廠參數：
P0010=30
P0970=21
2）變頻器快速調試，選擇Cn011-MODBUS通訊連接宏：
a)設置電網頻率和功率單位
b)輸入電機銘牌參數
c)選擇連接宏Cn011-MODBUS通訊
d)選擇應用宏AP000
Cn011連接宏對應參數如表2所示。
表2 Cn011對應參數設置
3）修改MODBUS通訊參數，其它參數為(wei) Cn011連接宏默認參數：
P2014[0]=0 不監控報文間隔時間，否則可能會(hui) 報F72故障
P2021[0]=3 MODBUS設備地址為(wei) 3（與(yu) 觸摸屏組態軟件中設置的從(cong) 站地址一致）
4. 觸摸屏組態
在WinCC Flexible 2008 SP4 China軟件中組態Smart 1000 IE觸摸屏。詳細步驟如下：
1）創建項目。
創建一個(ge) 空項目，選擇觸摸屏設備為(wei) Smart 1000 IE。
2）設置連接。
在連接畫麵中新建一個(ge) 連接，相關(guan) 參數設置如下：
通訊驅動程序：Modicon MODBUS
類型：RS485
波特率：9600
奇偶校驗：偶
數據位：8
停止位：1
組幀：RTU Standard
CPU類型：984
從(cong) 站地址：3
3）添加變量。
添加與(yu) 變頻器監控相關(guan) 的10個(ge) 變量，變量地址參照西門子V20變頻器操作手冊(ce) 。
速度設定值變量SetPoint是由-16384（-4000H）到+16384（+4000H）來表示-50Hz到+50Hz的轉速，此處采用變量的線性轉換屬性，將-16384對應-1500，+16384對應+1500。再采用變量的限製值屬性，將變量的輸入值限製在-1600和+1600之間，如果超出該限製值的範圍，則輸入不起作用。
速度反饋值變量Feedback也是由-16384（-4000H）到+16384（+4000H）來表示-50Hz到+50Hz的轉速，此處也采用變量的線性轉換屬性，將-16384對應-1500，+16384對應+1500。
4）添加畫麵。
項目生成時已經有一個(ge) 模板和一個(ge) 畫麵，此例僅(jin) 用到一個(ge) 畫麵，修改畫麵的名字為(wei) V20_Monitor。
5）編輯模板。
模板中的對象在選擇使用模板的畫麵中會(hui) 顯示出來，此處把西門子的LOGO和退出Runtime的按鈕放置在模板中。
然後在按鈕的事件屬性中添加函數。在按鈕STOP RT事件屬性的單擊事件下添加StopRuntime函數。
6）編輯畫麵。
在V20_Monitor畫麵中放置IO域、按鈕、棒圖、圓形等對象。在文本域中輸入相應的文本，設置字號、顏色等，將相關(guan) 對象分類排列整齊。
給10個(ge) IO域分別連接10個(ge) 變量。
其中控製字1和狀態字1采用16進製顯示，控製字1類型模式為(wei) 輸入/輸出，狀態字1類型模式為(wei) 輸出。
轉速設定、實際轉速、輸出電壓、直流電壓采用帶符合整數顯示，轉速設定類型模式為(wei) 輸入/輸出，其它三個(ge) 變量類型模式為(wei) 輸出。
輸出頻率、輸出電流、輸出轉矩、輸出功率采用帶符號整數顯示，並移動小數點2位，類型模式為(wei) 輸出。此處移動小數點2位的作用是將通訊接收到的值除以100並顯示在觸摸屏上，這樣做的理由是V20變頻器在發送這些值時將實際值乘了100。
除了用IO域來顯示實際轉速的數值外，還采用棒圖這種圖形化的形式來顯示實際轉速。
設置棒圖的常規屬性，其中連接變量為(wei) Feedback，最大值設為(wei) 2000，最小值為(wei) -2000。
設置好棒圖的外觀和刻度。
運行指示燈用來指示變頻器是否處於(yu) 運行狀態，連接變量為(wei) StsWord1的第2位，運行時顯示綠色，非運行時顯示白色。
反轉指示燈用來指示變頻器是否處於(yu) 反轉狀態，連接變量為(wei) StsWord1的第14位，反轉時顯示綠色，非反轉時顯示白色。
故障指示燈用來指示變頻器是否處於(yu) 故障狀態，連接變量為(wei) StsWord1的第3位，故障時顯示紅色，非故障時顯示綠色。
接著設置4個(ge) 按鈕的功能，此處在按鈕的單擊事件下添加不同的函數來實現不同的功能。
啟動按鈕：添加SetValue函數，變量為(wei) CtrlWord1，值為(wei) 1150（16進製047E）。再添加SetBitln Tag函數，變量仍為(wei) CtrlWord1，位為(wei) 0。每次按下啟動按鈕，觸摸屏將先發送047E，再發送047F給V20變頻器，實現啟動功能。
停止按鈕：添加ResetBitlnTag函數，變量為(wei) CtrlWord1，位為(wei) 0，每次按下停止按鈕，控製字1的第0位將複位為(wei) 0，觸摸屏將發送047E給V20變頻器，實現OFF1停車功能。
反向按鈕：添加InvertBitln函數，變量為(wei) CtrlWord1，位為(wei) 11。每次按下反向按鈕，控製字1的第11位將做非運算，觸摸屏將相應的正轉或反轉指令發送給V20變頻器，實現轉向反向功能。
故障確認按鈕：添加SetBitlnTag函數，變量為(wei) CtrlWord1，位為(wei) 7。再添加ResetBitlnTag函數，變量仍為(wei) CtrlWord1，位為(wei) 7。每次按下故障確認按鈕，觸摸屏將先發送1狀態的故障確認位，再發送0狀態的故障確認位給V20變頻器，給故障確認位一個(ge) 上升沿，實現故障確認功能。
完成上述步驟之後，下載組態程序至觸摸屏中。實際運行效果證明：SMART LINE觸摸屏與(yu) V20變頻器通訊正常，觸摸屏可以通過四個(ge) 按鈕控製變頻器運行、停止、反向以及故障確認；變頻器相關(guan) 變量和狀態可以在觸摸屏上正確顯示。