基于RS-485變頻器與PC機(jī)串行通信的實(shí)現(xiàn)

　　目前，在我國現(xiàn)場(chǎng)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(shù)據(jù)傳輸速率最大為10Mbit/s，當(dāng)波特率為1200bps時(shí)最大的傳輸距離理論上可達(dá)15千米。RS-485網(wǎng)絡(luò)所具有的設(shè)備簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、傳輸距離遠(yuǎn)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而被許多變頻器廠家所采用。文章分析了工業(yè)環(huán)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(jī)串行通信的硬件特性，通信協(xié)議及軟件實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)表明該通信軟件穩(wěn)定可靠，能直觀的觀看變頻器的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，并能比較方便的進(jìn)行多組參數(shù)的設(shè)定和改寫。通過此軟件，極大的方便了工程師和客戶對(duì)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(jiǎn)便易用，工業(yè)控制領(lǐng)域大多都使用串行通信作為其數(shù)據(jù)交換的手段。但是工業(yè)設(shè)備的使用環(huán)境經(jīng)常比較惡劣，可能會(huì)存在噪聲或者電源諧波的干擾，RS-232在如此環(huán)境下抗干擾的能力遠(yuǎn)不及RS-485，除此之外,RS-232只能是一對(duì)一控制，而RS-485則可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)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(yè)環(huán)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(huán)境

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

　　軟件包括：WindowsXP操作系統(tǒng)、MicrosoftVisualBasic6.0中文版、三墾變頻器通信協(xié)議指導(dǎo)手冊(cè)等。

　　3.2通信協(xié)議

　　三墾各個(gè)系列變頻器所提供的通信協(xié)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(xì)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(xì)構(gòu)成，如表2。

　　表1指令各字段含義

　　3、變頻器所進(jìn)行的通信錯(cuò)誤處理

　　變頻器如果從上位機(jī)接收到的指令中檢查出錯(cuò)誤，將進(jìn)行以下處理：

　?、僭谄媾煎e(cuò)誤、校驗(yàn)和錯(cuò)誤或指令代碼未定義時(shí)：

　　回傳的錯(cuò)誤指令為指令代碼“?”。同時(shí)，DT項(xiàng)回傳一個(gè)字節(jié)的通信錯(cuò)誤代碼。

　?、谠贒T項(xiàng)的數(shù)據(jù)過長(zhǎng)或不足，不能解釋數(shù)據(jù)內(nèi)容時(shí)：

　　如果接收指令的各個(gè)指令所定義的數(shù)據(jù)過長(zhǎng)或不足、或者接收指令無法解釋時(shí)，其錯(cuò)誤處理同①。

　?、鄢瑫r(shí)處理：

　　接收開始代碼后，如果不能在150ms以內(nèi)接收全部指令將進(jìn)行超時(shí)處理，強(qiáng)制完成接收狀態(tài)。這時(shí)變頻器將返回通信錯(cuò)誤代碼“d”。

　?、芡ㄐ佩e(cuò)誤代碼分別為：“p”代表奇偶錯(cuò)誤;“s”代表檢驗(yàn)和錯(cuò)誤;“u”代表未定義操作代碼;“d”代表數(shù)據(jù)過長(zhǎng)、數(shù)據(jù)不足或者數(shù)據(jù)無法解釋。

　?、萜渌e(cuò)誤

　　有關(guān)接收計(jì)算機(jī)指令的錯(cuò)誤，在上述情況以外，將進(jìn)行超時(shí)處理，對(duì)計(jì)算機(jī)而言為“無應(yīng)答”。

　　4、變頻器和計(jì)算機(jī)的指令發(fā)送接收方法

　　串行通信的基本程序是一臺(tái)計(jì)算機(jī)將指令發(fā)送給一臺(tái)變頻器，之后變頻器回傳應(yīng)答給計(jì)算機(jī)。所以，變頻器在接收到了計(jì)算機(jī)發(fā)送出的指令后必須回傳應(yīng)答。如果計(jì)算機(jī)在沒有得到應(yīng)答時(shí)，仍連續(xù)發(fā)送多條指令則無法確保正常的工作。

　　由于變頻器異?；蛘咄ㄐ啪€路異常，計(jì)算機(jī)可能無法接收到變頻器的應(yīng)答。為了避免由于等待變頻器的應(yīng)答而造成的通信程序鎖定，計(jì)算機(jī)將按照所設(shè)定的2秒或更長(zhǎng)以上的時(shí)間來執(zhí)行接收超時(shí)處理。

　　表2指令詳細(xì)內(nèi)容舉例

　　3.3串行通信的程序?qū)崿F(xiàn)

　　由于篇幅所限，這里僅介紹通信部分的實(shí)現(xiàn)代碼，主要包括：通信端口的定義，通信速率的設(shè)定，通信發(fā)送、通信接受、通信錯(cuò)誤處理以及退出等。

　　主要代碼如下：

　　…

　　MSComm1.CommPort=1‘選擇1號(hào)通信端口

　　MSComm1.Settings="4800,o,8,1"‘設(shè)定為4800bps,奇數(shù)、數(shù)據(jù)8位、停止1位

　　MSComm1.RThreshold=1‘CommmEvert發(fā)生當(dāng)接收到一個(gè)字符時(shí)

　　MSComm1.InputLen=0‘輸入緩沖數(shù)據(jù)清零?

　　MSComm1.PortOpen=True‘通信端口打開?

　　Timer1.Interval=1000‘接收超時(shí)時(shí)間（ms）1秒

　　Tx=“＊01C”?‘設(shè)定向變頻器傳送的數(shù)據(jù)

　　TxLen=Len（Tx）‘得到傳送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（校驗(yàn)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(yàn)和與停止位（CR+LF）

　　Timer1.Enabled=True‘啟動(dòng)接收超時(shí)檢出計(jì)數(shù)器

　　MSComm1.Output=Tx‘向變頻器傳送數(shù)據(jù)

　　EndSub

　　PrivateSubMSComm1_OnComm（）‘[通過Comm事件接收數(shù)據(jù)]

　　DimRxAsString,RxLenAsInteger,SumAsInteger

　　DimMsgAsString

　　IfMSComm1.CommEvent<>comEvReceiveThenExitSub‘確認(rèn)接收的數(shù)據(jù)是Comm事件

　　Do

　　Rx=Rx+MSComm1.Input‘接收變頻器的數(shù)據(jù)

　　DoEvents

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

　　Timer1.Enabled=False‘取消超時(shí)定時(shí)器

　　RxLen=Len（Rx）-2‘接收數(shù)據(jù)字長(zhǎng)（停止位除外）

　　Sum=0‘接收到的校驗(yàn)和的計(jì)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(yàn)和的檢查

　　Msg=Left（Rx,RxLen）‘接收數(shù)據(jù)（包括校驗(yàn)和，不包括停止位）

　　Else

　　Msg=“CheckSumNG”?‘校驗(yàn)和錯(cuò)誤顯示

　　EndIf

　　MsgBox“ReceivedData=”&Msg‘顯示接收數(shù)據(jù)

　　MSComm1.PortOpen=False‘[關(guān)閉通信端口]

　　EndSub

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

4結(jié)論

　　文章首先對(duì)RS-232與RS-485進(jìn)行了比較，然后介紹了基于RS-485三墾變頻器與上位機(jī)串行通信的實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)表明：利用VB編制的人機(jī)界面操作簡(jiǎn)便，取得了良好的實(shí)用效果。利用RS-485協(xié)議進(jìn)行串行通信，可以保證快速、穩(wěn)定遠(yuǎn)距離地傳輸數(shù)據(jù)。在目前以及以后的工業(yè)控制和其他方面必將得到越來越多的應(yīng)用。