通信功能设计优化

软起动器作为大型控制系统的一个关键设备，应当具有丰富的通信功能。主要的通信功能有第二代通信方式4～20mA模拟量输出通信和第三代通信方式现场总线通信。

4～20mA模拟量输出通信主要用于传递信号至远程的仪表进行显示。软起动器主控制板的主控制芯片输出信号，经过信号转换电路输出4～20mA电流。4～20mA模拟量输出电路如图16-46所示，其中R_L为模拟量输出外接负载。

图16-46 4～20mA模拟量输出电路

现场总线通信方式标准众多，适用于工控领域的主要有Modbus、CAN、DeviceNet、Profibus DP等。其中Modbus协议以其结构简单、容易实现、性能优越等特点，在国内得到了广泛的应用，软起动器多采用Modbus协议进行远程通信。由于Modbus协议在物理层采用RS-485通信方式，所以软起动器硬件设计时多采用串行口RS-485通信方式设计，具体的硬件原理电路如图16-47所示。

图16-47 RS-485通信原理电路(www.xing528.com)

在软件上应符合Modbus协议的要求，具体软件设计时的注意事项有：

1）使用RTU模式，每发一串完整的数据信息，称为一个RTU帧。每帧发送至少要以3.5个字符时间的间隔开始，在最后一个有效数据传输完成后，以一个3.5个字符时间的间隔作为该帧的结束，见表16-21。

表16-21 RTU消息帧格式

2）使用RTU模式，消息帧格式如表16-21所示，消息帧包括了CRC（循环冗余校验）值。整个消息帧中，除CRC的2字节外的所有数据均参与CRC运算。CRC值长度为2字节，消息帧内数据计算完成后，将CRC运算结果放到本消息的最后。接收设备收到消息帧后，重新计算CRC值，如与收到的校验值相同，则说明数据包传输正常，反之有误。

3）在发送的数据帧中，需要指定要访问的寄存器地址。