变频器串口通信的配置与应用

变频器被广泛应用于工业控制现场的交流传动之中。通常变频器控制由操作面板来完成，也可通过输入外部的控制信号来实现。而目前在实际的应用中，变频器与控制器之间更趋于通过现场实时总线通信的方式来实现数据的交互，上位机可以通过RS-232/RS-485或现场总线实现通信。变频器的上位机控制如图6-27所示。

因此，变频器的通信设计通常是从两个层面去考虑：即通用的RS-232/485通信和现场总线通信。尽管现场总线与RS-232/485在物理接口上存在类似的概念，但在本质上是有区别的。

以往，PC与智能设备通信多借助RS-232、RS-485、以太网等方式，主要取决于设备的接口规范。但RS-232/485只能代表通信的物理介质层和链路层，如果要实现数据的双向访问，就必须编写通信应用程序，但这种程序多数都不能符合ISO/OSI的规范，只能实现较单一的功能，适用于单一设备类型，程序不具备通用性。在RS-232或RS-485设备联成的设备网中，如果设备数量超过两台，就必须使用RS-485作通信介质。RS-485网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是“从（Slave）”设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。现场总线设备自动成网，无主/从设备之分或允许多主存在。在同一个层次上不同厂家的产品可以互换，设备之间具有互操作性。现场总线更是一种计算机网络，这个网络上的每一个节点就是一个智能化设备。它由网络通信、功能模块、对象字典和设备描述、网络管理、系统管理等部分组成。现场总线技术是3C技术（Computer、Control、Communication），是从控制层发展到工艺设备现场的技术结果。

1.组网方式

变频器可以采取如图6-28所示的组网方式进行通信。方式一为单主机多从机方式，方式二为单主机单从机方式。主机可以选用个人计算机、PLC、DCS；从机则指的是变频器。

图6-27 变频器的上位机控制

图6-28 变频器的通信组网方式

2.通信接口

通信接口一般包含接口方式、数据格式和波特率三种。

比如某变频器的接口方式定义为RS-485接口，且为异步半双工，数据格式根据校验方式的不同可以分为无校验、奇校验和偶校验三种，其他则均为1位起始位、8位数据位和1位停止位。波特率可以是300～38400bit/s的一种。

3.功能定义

（1）监视从机运行状态(www.xing528.com)

包括从机的运行参数：当前运行频率、输出电压、输出电流、无单位显示量（运行转速）、运行线速度、模拟闭环反馈、速度闭环反馈、外部计数值、输出转矩、供水变频器的压力反馈。

从机运行设定参数：当前设定频率、设定转速、设定线速度、模拟闭环设定、速度闭环设定、供水变频器的压力设定。

从机运行状态：I/O状态、当前运行状态、供水变频器的外部端子状态、报警状态。

（2）控制从机运行

开机、停机、点动、故障复位、自由停车、紧急停车、设置当前运行频率给定、设置当前压力指令。

（3）读取从机的功能码参数值

（4）设置从机的功能码参数值

（5）系统配置和查询命令

配置从机当前运行设置、查询从机设备系列类型、输入并验证用户密码。

4.通信方式

通信方式遵循以下原则：

1）变频器为从机，采用主机“轮询”和从机“应答”的点对点通信方式。主机使用广播地址发送命令时，从机不允许应答。

2）从机在最近一次对主机轮询的应答帧中上报当前故障信息。