1、變頻器與上位機的通訊（一）：淺述rs485通訊協議引言:當上位機與變頻器構成控制系統時，上位機和變頻器可以通過特定的通訊協議實現數 據交換，這樣上位機就可以隨時控制每一臺變頻器的工作狀況，并及時做出響應。本文介 紹一下一種常用的上位機和變頻器通訊協一rs485通訊協議以供同仁研討，不當之 處，請指正。1、概述本文專門介紹一種變頻器的rs485通訊接口，川戶可通過pc/plc實現集小監控（設 定變頻器參數和讀収、控制變頻器的工作狀態），以適應特定的使用要求。1.1協議內容該串行通訊協議定義了串行通訊中傳輸的信息內容及使用格式。其中包括：主機輪詢 （或廣播）格式：主機的編碼方法，內容包括：要求動作

2、的功能代碼，傳輸數據和錯誤校驗 等。從機的響應也是采用相同的結構，內容包括：動作確認，返冋數據和錯課校驗等。如果 從機在接收信息時發生錯誤，或不能完成主機要求的動作，它將組織一個故障信息作為響應 反饋給主機。1.2應用方式：（1）變頻器接入具備rs485總線的“單主多從” pc/plc控制網。（2）變頻器接入具備rs485/rs232 （轉換接口）的“點對點”方式的pc/plc監控后 臺。2、總線結構及協議說明2.1總線結構（1）接口方式rs485 （rs232可選，但需自備電平轉換附件）（2）傳輸方式界步串行、半雙工傳輸方式。在同一吋刻主機和從機只能有一個發送數據，而另 一個只能接收數據。數

3、據在串行異步通訊過程中，是以報文的形式，一幀一幀發送。（3）拓撲方式單主站系統，最多32個詁，英中一個詁為主機、31個油為從機。從機地址設定 范圍為030,31 （1fh）為廣播通訊地址。網絡中的從機地址必須是唯一的。點對點方 式實際是作為單主多從拓撲方式的一個應用特例，即只有一個從機的情況。2.2協議說明此種變頻器的通訊協議是-種串行的主從通訊i辦議，網絡中只有一臺設備（主機）能夠 建立協議（稱為“查詢/命令”）。其它設備（從機）只能通過提供數據響應主機的查詢/命令, 或根據主機的命令/杳詢做出響m的動作。主機在此處指個人計算機（pc）、工控機和可編程 控制器（plc）等，從機指的是變頻器。

4、主機既能對某個從機單獨訪問，乂能對所有的從機 發布廣播消息。對于單獨訪問的主機查詢/命令，從機都要返回一個信息（響應）；對于單獨 訪問的主機查詢/命令，從機都要返回一個信息（稱為響應）；對于主機發出的廣播信息，從 機無需反饋響應給主機。注意：和rs485通訊有關的參數的設定。221數據格式主機有3種數據傳輸格式可選：（1）1位起始位、8位數據位、1位停止位、無校驗。（2）1位起始位、8位數據位、1位停止位、奇校驗。（3）1位起始位、8位數據位、1位停止位、偶校驗。從機默認：1位起始位、8位數據位、1位停止位、無校驗。2.2.2波特率主機有 6 種波特率可選:1200bps > 2400b

5、ps > 4800bps > 9600bps > 19200bps、38400bps 從機默認：9600bps2.2.3通訊方式（1）采用主機“輪詢”，從機“應答”點對點通訊。（2）利川變頻器鍵盤設登變頻器串行接口通訊參數，包括本機地址、波特率、數據格 式。注：主機必須設査與變頻器相同的波特率及數據格式。2.2.4通訊規則（1）主機設計為三次握手呼叫過程，通訊失敗或通訊故障后，主機授多可以對當前的 報文重發三次。（2）數據幀之間要保證有4個字節以上的啟動間隔吋間，只有具備規定的啟動間隔時 間的報文被識別時才冇效。從機一幀內各字節連續發送，無間隔時間。發送一幀數據所盂時 間依波

6、特率而定。5ah ->從機地址a編碼操作一校驗數據<11字節的傳送數據啟動間隔時間（3）主機的握手時間等待時間和變頻器最長響應時間為8字節傳輸時間，超時則判定 通訊失敗。（4）主機対從機（變頻器）的輪詢可以建立在一個用八定義的輪詢表上，其輪詢次序 用戶可根據實際需要口行定義。如果需耍某些從機比其它從機的輪詢頻率高，可使其地址在 輪詢表多次出現。若倫詢表只有一臺從機，則即實現的是點對點連接。例：082031528（5）在輪訓表內的每一個從站，主站必須定期輪詢，輪訓周期小于1000ms,包括無應 答時，應呼叫三次，既能保證及時發現從站的通訊故障，又能實現“即插即用”的功能。（6）變頻器

7、在一定時間的間隔（1000ms）若未收到任何報文，則認為發生斷線故障, 隨后自行進入安全運行模式。（安全運行模式須預先進行相應的參數設定）。2.3報文結構每個報文共11個字節，包括三部分：幀頭、用戶數據、幀尾。數據幀格式示總表:啟始字節從機地址編碼操作編碼地址參數值操作字設定字校驗數據單字節單字節單字節單字節雙字節雙字節雙字節單字節幀頭參數數據過程數據幀尾用戶數據發送順序發送字節數定 義說明：(1)幀頭：包括起始字節、從機地址(2) 幀尾：包括校驗數據(即校驗和)(3) 用戶數據：包括參數數據和過程數據。其屮參數數據又包括：編碼操作命令/響 應、編碼地址、編碼設定/實際值。過程數據乂包括：主機

8、控制命令/從機響應、主機運行設 定頻率值。231主機命令幀主機發送的數據報文叫主機命令幀，其格式示意如下表:發送順序啟始字節從機地址主機命令編碼地址參數值操作字設定值校驗數據數據5ah0-30發送字節數11112221定義參數數據過程數據幀頭用戶數據幀尾2.3.2從機響應幀從機(變頻器)發送的數據報文叫從機響應幀，其格式示意如下表:發送順序啟始字節從機地址主機命令編碼地址參數值操作字設定值校驗數據數據5ah030發送字節數11112221參數數據過程數據定義幀頭用戶數據幀尾2.4報文數據編碼2.4.1幀頭(1)啟始字節本通訊協議規定：每個報文的啟始字節均為5ah。但是啟始字節本身對于識別報文的

9、 啟動是不充分的，因為5ah木身可能是報文中除啟始字節外的其它數據。因此盂要在啟始 字節前定義一個至少4個字節傳輸時間的啟動間隔，啟動間隔時間為工作報文的一部分。 不同波特率的報文啟動時間間隔時間表：波特率(bps)啟動時間間隔(ms)波特率(bps)啟動時間間隔(ms)120036.824001&448009.296004.6192002.33840015(2)從機地址變頻器的本機地址，16進制數，占一個字節，設置范圍：030。 2.4.2用戶數據（1）參數數據主機命令幀：主機命令碼從機響應幀：從機響應碼主機發送的命令碼或從機對命令的響應碼，其數據類型為：16進制，單字節。參數數據碼

10、值描述主 機 命 令 碼0無任務，不做讀取或更改參數數據的動作1讀取參數數據：即讀取從機編碼地址指定的參數數據。2更改參數數據：更改從機編碼地址指定的參數數據，此數據在從機掉電 后不保存。3更改參數數據數據并存儲至eeprom !«：更改從機編碼地址指定的參 數數據，并存儲eeprom中。從 機 響 應 碼0無任務響應：從機響應主機無任務命令信息。1任務完成：從機完成主機命令碼規定的任務。2任務未能完成，參數值返回錯誤碼：從機未能完成主機命令碼規定的任 務，未完成的原因以錯誤代碼形式冋傳。1f通訊發生錯誤：校驗和錯誤，或從機為接收到規定的字節數。編碼地址數據含義：從機參數項所對應的地

11、址值。數據類型：16進制，單字節。從機參數的編碼地址此處不詳述。主機命令幀：參數值從機響應幀：參數值或錯誤碼數據類型：16進制，雙字節。高位字節在后。對于主機，參數值是指根據主機命令碼，對指定編碼地址所提供的數據。當命令 碼為0或1時（即無任務或讀參數數據時），該值可以是任意參數值值域內任意值。對于從機，參數值是指命令執行成功時配合具體的主機命令碼所返回的參數數據。 當執行失敗時，所返回的為錯誤碼。詳細錯誤碼及含義如下：0：參數修改被鎖定（寫不允許）變頻器通過小級參數的設定可以允許或禁止修改參數。此時，試圖修改被 禁止改寫的參數，將返冋木錯謀提示。1：運行中參數不能修改（寫不允許）某些參數在變

12、頻器運行過程屮不能被修改，試圖修改這些參數將返冋木錯課提示。 2：參數被隱含（讀、寫不允許）變頻器屮級、高級參數及內部參數町以被隱含，只有打開這些參數后，才能對其 進行讀寫操作。否則將返冋木錯誤提示。3：保留參數（讀、寫不允許）變頻器參數中有些還未定義的保超參數,試圖修改這些參數時將返凹本錯誤提示。4：參數數值超限，寫入失敗試圖修改的參數值超過變頻器參數所設定的值域，此時將返回本錯誤提示。5：試圖寫入過程參數（狀態監控參數）變頻器的狀態監控參數是不能被外部改寫的，試圖修改這些參數將返回本錯誤提 示。6：非功能代碼報文中指定的編碼地址是無效（即不是狀態監控參數表和功能參數表中的指定的 編碼地址）

13、時，將返回本錯課提示。注：參數值二設定參數值/最小單位。如果設定停電在啟動等待時間為7.8秒，此參數 最小單位為0.1,則參數值=7.8/0.1=78即16進制數4eh。各參數的最小單位見變頻器的功 能參數一覽表。（2）過程數據主機命令幀：操作字從機響應幀：狀態字數據含義：操作字為主機控制從機的運行數據。狀態字為從機返回當前運行的數據。 其具體含義如下表：（數據類型：16進制，雙字節。高位字節在后。）操作字含義表：（上位機一變頻器）位含義功能描述0保留1正傳運行1：向從機（變頻器）下達正轉命令0：無效2反轉運行1：向從機（變頻器）下達反轉命令0：無效3故障復位1:進行故障復位0：無效4主站控制

14、有效1:當前數據幀中的控制字與設定值更新舊數據，若要完成本次控 制任務必須置此位。0：當詢數據幀中的控制字與設定值無效，變頻器保持詢一次的控 制字和設定值。5保留6保留7保留8自由停機1:向從機（變頻器）下達自由停機命令 0：無效9保留10保留11保留12保留13保留14正轉點動15反轉點動控制優先權順序為：正轉點動，反轉點動，正轉運行，反轉運行，口由停機。狀態字:（變頻器一上位機）位含義功能描述0肓流電壓狀態1：直流電壓正常0：直流電壓異常1電機轉向1：電壓反轉0：電機正轉2輸出相序1:反相序0：正相序3系統故障1:變頻器故障0：變頻器正常4工作狀態1:變頻器運行過程中0：變頻器停機5故障試

15、恢復等待1:變頻器正在故障試恢復等待屮 0：變頻器不在故障試恢復等待中：6保留7直流制動1:變頻器正在進行直流制動0:變頻器不在直流制動狀態8口由停機1:變頻器在口由停機狀態0：變頻器不在自由停機狀態9檢速在啟動1:變頻器正在進行檢速再啟動0：變頻器不在進行檢速再啟動10加速過程中1:變頻器正在加速過程中 0：變頻器不在加速過程中：11減速過程中1:變頻器正在加速過程屮 0：變頻器不在加速過程中：12電流限制動作1:變頻器限制電流功能動作0：變頻器限制電流功能動作13電壓限制動作1:變頻器限制電壓功能動作0：變頻器限制電壓功能動作14點動運行1:變頻器在點動狀態0：變頻器不在點動狀態15瞬時停

16、機再啟動等待1:變頻器在瞬時停機再啟動等待狀態0：變頻器不在瞬時停機再啟動等待狀態主機命令幀：設定頻率值從機命令幀：實際頻率幀數據含義：設定頻率值:根據主機命令碼，設定變頻器運行頻率。實際頻率值：根據主機命令碼，返回變頻器實際運行頻率。如果變頻器發生故障，實際 值將返回相應故障代碼。數據類型：16進制，雙字節。高位字節在后。故障代碼如下表:故障代碼描述故障代碼描述0無故障1加速屮過流2減速中過流3穩態運行中過流4加速中過壓5減速中過壓6穩態運行中過壓7停機狀態中過壓8變頻器運行屮過壓9變頻器過熱10適配電機過載11變頻器過熱12接地故障13干擾故障14缺相故障15ipm故障16外部設備故障17

17、電流檢測回路故障18通訊故障2.4.3幀尾（校驗和）數據含義：數據幀校驗和計算結果數據類型：16進制，單字節。計算方法：把從“啟始字節”到“用戶數據”全部字節連續累加。校驗和為収累加和除 以256 （100h）的余數。校驗和錯誤將導致通訊發牛錯視。3.使用范例范例1：將6號變頻器的數字頻率（參數b2）設定為27.00hz. 27/0.01=27002700 （10 進制）=a8c （16 進制）主機發送幀：啟始從機主機編碼參數值操作字設定頻率值校驗和字節地址命令地址5a06()3()28c 0a0() ()00() ()0fb從機響應幀：啟始從機從機編碼參數值狀態字設定頻率值校驗和字節地址響應

18、地址5a0601028c 0a00 0000 00fa說明：從機任務正確實現范例2：將（）號變頻器的負載電機額定頻率（參數b6）設定為60.00hz.60/0.01=6000 6000 (10 進制)=1770 (16 進制)主機發送幀：啟始從機主機編碼參數值操作字設定頻率值校驗和字節地址命令地址5a00030670 1712 0000 00fc從機響應幀：啟始從機從機編碼參數值狀態字設定頻率值校驗和字節地址響應地址5a06010670 1701 0001 00e9說明：從機任務正確實現5a00020601 0011 0000 0074說明：從機加速運行中，該參數不能修改范例3：將1號變頻器按10.30hz的頻率正轉10.30/0.01=10301030 (10 進制)=406 (16 進制)左機發送幀：啟始從機主機編碼參數值操作字設定頻率值校驗和字節5a地址01命令00地址0000 0012 0006 0477從機響應幀：啟始從機從機編碼參數值狀態字設定頻率值校驗和字節地址響丿應地址5a()10()0()(x) ()011 0()06 0476說明:從機任務匸確實現5a00000000 0009 0001 0065說明：從機加速運行中發牛過電流范例4：將0