基于RS-485變頻器與PC機串行通信的實現(xiàn)

　　目前，在我國現(xiàn)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡所具有的設備簡單、容易實現(xiàn)、傳輸距離遠、維護方便等優(yōu)點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機串行通信的硬件特性，通信協(xié)議及軟件實現(xiàn)，實驗表明該通信軟件穩(wěn)定可靠，能直觀的觀看變頻器的實際運行狀態(tài)，并能比較方便的進行多組參數(shù)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(yè)控制領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)設備的使用環(huán)境經(jīng)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(huán)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(xiàn)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(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（配備標準RS-232）一臺、RS-232/RS-485轉(zhuǎn)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(tǒng)、MicrosoftVisualBasic6.0中文版、三墾變頻器通信協(xié)議指導手冊等。

　　3.2通信協(xié)議

　　三墾各個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(gòu)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：

　?、僭谄媾煎e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(jié)的通信錯誤代碼。

　?、谠贒T項的數(shù)據(jù)過長或不足，不能解釋數(shù)據(jù)內(nèi)容時：

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

　?、鄢瑫r處理：

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

　?、芡ㄐ佩e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(shù)據(jù)過長、數(shù)據(jù)不足或者數(shù)據(jù)無法解釋。

　?、萜渌e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(fā)送接收方法

　　串行通信的基本程序是一臺計算機將指令發(fā)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(fā)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(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(zhí)行接收超時處理。

　　表2指令詳細內(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現(xiàn)代碼，主要包括：通信端口的定義，通信速率的設定，通信發(fā)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(shù)、數(shù)據(jù)8位、停止1位

　　MSComm1.RThreshold=1‘CommmEvert發(fā)生當接收到一個字符時

　　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‘接收超時時間（ms）1秒

　　Tx=“＊01C”?‘設定向變頻器傳送的數(shù)據(jù)

　　TxLen=Len（Tx）‘得到傳送數(shù)據(jù)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(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‘取消超時定時器

　　RxLen=Len（Rx）-2‘接收數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)（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(shù)據(jù)

　　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(jié)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(xiàn)，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(xié)議進行串行通信，可以保證快速、穩(wěn)定遠距離地傳輸數(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用。