基于RS-485變頻器與PC機串行通信的實現

　　目前，在我國現場控制總線中，RS-485使用最為普遍。RS-485總線的共模輸出電壓在-7V至+12V之間，具有抑制共模干擾的能力，數據傳輸速率最大為10Mbit/s，當波特率為1200bps時最大的傳輸距離理論上可達15千米。RS-485網絡所具有的設備簡單、容易實現、傳輸距離遠、維護方便等優點而被許多變頻器廠家所采用。文章分析了工業環境中串行通信選擇RS-485的原因，論述了基于RS-485三墾變頻器與PC機串行通信的硬件特性，通信協議及軟件實現，實驗表明該通信軟件穩定可靠，能直觀的觀看變頻器的實際運行狀態，并能比較方便的進行多組參數的設定和改寫。通過此軟件，極大的方便了工程師和客戶對變頻器的操控和掌握。

2RS-232與RS-485的比較

　　常用的串行通信有兩種，一種為RS-232串行通信，一種為RS-485串行通信。由于串行通信使用方式簡便易用，工業控制領域大多都使用串行通信作為其數據交換的手段。但是工業設備的使用環境經常比較惡劣，可能會存在噪聲或者電源諧波的干擾，RS-232在如此環境下抗干擾的能力遠不及RS-485，除此之外,RS-232只能是一對一控制，而RS-485則可以實現一對多控制;RS-232一般是9針公頭，而RS-485則是兩根線就可以控制。因此工業環境下的串行通信大多都采取RS-485串行通信方式。

3三墾變頻器與PC的串行通信

　　3.1軟硬件環境

　　硬件配置：PC（配備標準RS-232）一臺、RS-232/RS-485轉換卡一個、ISI通信卡一塊、Inverter三臺（三墾變頻器ES-0.4KW、SPF-11KW、IPF-90KW）。

　　軟件包括：WindowsXP操作系統、MicrosoftVisualBasic6.0中文版、三墾變頻器通信協議指導手冊等。

　　3.2通信協議

　　三墾各個系列變頻器所提供的通信協議格式如下：

　　1、指令格式：指令格式如圖1所示，各字段含義如表1。

　　2、指令的詳細解釋

　　圖1顯示了指令的格式，共25條指令，由操作碼（OP）決定，分別由A-Q及R、S、x、y、z、a、b、c組成。以指令C和N說明指令的詳細構成，如表2。

　　表1指令各字段含義

　　3、變頻器所進行的通信錯誤處理

　　變頻器如果從上位機接收到的指令中檢查出錯誤，將進行以下處理：

　　①在奇偶錯誤、校驗和錯誤或指令代碼未定義時：

　　回傳的錯誤指令為指令代碼“?”。同時，DT項回傳一個字節的通信錯誤代碼。

　　②在DT項的數據過長或不足，不能解釋數據內容時：

　　如果接收指令的各個指令所定義的數據過長或不足、或者接收指令無法解釋時，其錯誤處理同①。

　　③超時處理：

　　接收開始代碼后，如果不能在150ms以內接收全部指令將進行超時處理，強制完成接收狀態。這時變頻器將返回通信錯誤代碼“d”。

　　④通信錯誤代碼分別為：“p”代表奇偶錯誤;“s”代表檢驗和錯誤;“u”代表未定義操作代碼;“d”代表數據過長、數據不足或者數據無法解釋。

　　⑤其它錯誤

　　有關接收計算機指令的錯誤，在上述情況以外，將進行超時處理，對計算機而言為“無應答”。

　　4、變頻器和計算機的指令發送接收方法

　　串行通信的基本程序是一臺計算機將指令發送給一臺變頻器，之后變頻器回傳應答給計算機。所以，變頻器在接收到了計算機發送出的指令后必須回傳應答。如果計算機在沒有得到應答時，仍連續發送多條指令則無法確保正常的工作。

　　由于變頻器異常或者通信線路異常，計算機可能無法接收到變頻器的應答。為了避免由于等待變頻器的應答而造成的通信程序鎖定，計算機將按照所設定的2秒或更長以上的時間來執行接收超時處理。

　　表2指令詳細內容舉例

　　3.3串行通信的程序實現

　　由于篇幅所限，這里僅介紹通信部分的實現代碼，主要包括：通信端口的定義，通信速率的設定，通信發送、通信接受、通信錯誤處理以及退出等。

　　主要代碼如下：

　　…

　　MSComm1.CommPort=1‘選擇1號通信端口

　　MSComm1.Settings="4800,o,8,1"‘設定為4800bps,奇數、數據8位、停止1位

　　MSComm1.RThreshold=1‘CommmEvert發生當接收到一個字符時

　　MSComm1.InputLen=0‘輸入緩沖數據清零?

　　MSComm1.PortOpen=True‘通信端口打開?

　　Timer1.Interval=1000‘接收超時時間（ms）1秒

　　Tx=“＊01C”?‘設定向變頻器傳送的數據

　　TxLen=Len（Tx）‘得到傳送數據長度（校驗和與停止位除外）

　　Sum=0

　　Fori=1ToTxLen

　　Sum=Sum+Asc（Mid（Tx,i,1））

　　Nexti

　　Sum=（（0-Sum）And127）Or64

　　Tx=Tx+Chr（Sum）+vbCrLf‘在傳送代碼上添加校驗和與停止位（CR+LF）

　　Timer1.Enabled=True‘啟動接收超時檢出計數器

　　MSComm1.Output=Tx‘向變頻器傳送數據

　　EndSub

　　PrivateSubMSComm1_OnComm（）‘[通過Comm事件接收數據]

　　DimRxAsString,RxLenAsInteger,SumAsInteger

　　DimMsgAsString

　　IfMSComm1.CommEvent<>comEvReceiveThenExitSub‘確認接收的數據是Comm事件

　　Do

　　Rx=Rx+MSComm1.Input‘接收變頻器的數據

　　DoEvents

　　LoopUntilRight（Rx,2）=（Chr（13）&Chr（10））‘找到停止位

　　Timer1.Enabled=False‘取消超時定時器

　　RxLen=Len（Rx）-2‘接收數據字長（停止位除外）

　　Sum=0‘接收到的校驗和的計算

　　Fori=1ToRxLen-1

　　Sum=Sum+Asc（Mid（Rx,i,1））

　　Nexti

　　Sum=（（0-Sum）And127）Or64

　　IfMid（Rx,RxLen,1）=Chr（Sum）Then‘校驗和的檢查

　　Msg=Left（Rx,RxLen）‘接收數據（包括校驗和，不包括停止位）

　　Else

　　Msg=“CheckSumNG”?‘校驗和錯誤顯示

　　EndIf

　　MsgBox“ReceivedData=”&Msg‘顯示接收數據

　　MSComm1.PortOpen=False‘[關閉通信端口]

　　EndSub

　　‘在變頻器的輸出頻率為20Hz時，運行該程序，在信息框中將顯示“＊01C02000@”

4結論

　　文章首先對RS-232與RS-485進行了比較，然后介紹了基于RS-485三墾變頻器與上位機串行通信的實現，實驗表明：利用VB編制的人機界面操作簡便，取得了良好的實用效果。利用RS-485協議進行串行通信，可以保證快速、穩定遠距離地傳輸數據。在目前以及以后的工業控制和其他方面必將得到越來越多的應用。