Win9X平台下通过RS485通信实现多台三菱变频器控制

1、引言

由于变频器具有优良的控制特性以及其高效节能的特点，使得变频器近几年在各个领域被广泛的采用。在某些场合，需要用一台工控机灵活地控制多台变频器，以达到控制交流电机的目的。在油田输油控制系统中，多台变频器的控制问题成为关键，按照以往的控制方法，需要使用PLC或者控制电路板来控制变频器。然而使用这种方法造价高、系统复杂、布线量大、故障率高，因此亟需一种结构简单、造价低廉、可靠性高的系统来实现多台变频器的控制。

针对这一需要，一些公司（如日本三菱、德国西门子、日本东芝等）推出了带有RS-485通信接口的变频器，使用户能方便灵活地选择变频器的强大功能，设计各自的工业控制系统。因此，我们可以充分利用厂商提供的工业总线接口，使控制系统布线简洁，稳定可靠。

目前，我们在利用工业总线接口开发用户程序时，大部分都是基于DOS环境下的，随着Windows操作系统的普及使得DOS单任务系统固有的缺陷显得日益突出，人们越来越希望能在Windows的环境下进行工业控制。

在Windows 9X下开发工控软件,不仅可以实现多任务操作，充分利用硬件资源，而且可以利用Windows 9X下丰富的开发工具，方便地生成各种菜单及友好的图形界面,软件产品质量高且开发周期短。但在Windows 9X环境下，系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接对系统硬件进行控制。如何在Windows 9X/NT环境下开发微机的底层资源,已成为当今工控业的一个值得探讨的课题。

本文以三菱FR-A500变频器的串行通信为例，利用Visual Basic 6.0的ActiveX控件—Microsoft Communication控件，通过对变频器串行通信协议的分析，解决了Windows 9X环境下与多个变频器的串行通信, 成功地实现了用单台工控PC机对多台交流异步电机的灵活控制，从而在Windows9X环境下如何实现串行通信的问题上作了有益的尝试。

2 、油田输油控制系统的简介

由于多台变频器的控制技术是油田输油控制系统中的关键，所以有必要简单介绍一下本控制系统的概况。

油田输油控制系统主要有以下几部分构成，图1所示：

1. 中央控制器,主要一台工控计算机及其通信模块构成，它主要负责发送控制指令及控制参数，并根据现场返回的工况数据调整控制参数;

2. 监控信号和管道反馈信号由RS—485总线连接到中央控制器；

3. 泵站1~n主要油泵、变频器、通信适配器、管道传感器等构成；

控制系统的通信原理

根据油田输油控制系统的要求,我们给出了通信原理框图（图2），这里只重点突出工控PC机与变频器RS—485的接口部分。RS—485的驱动器可带32个接收器,在波特率为100Ｋbit/s时,通信距离可达到1200ｍ; 通信距离为15ｍ时,波特率可达10Ｍbit/s。在工业现场，RS-485是应用较多的一种通信方式。

图2 中工控PC机通过RS-232C—RS-485转换器与多个变频器相连接,最多可达到32台。每个变频器被赋予各自的地址码用以识别身份,这样,上位机便能通过RS-485通信线,对挂在上面的所有变频器进行控制操作。

变频器的串行口通信协议分析

通过对油田输油控制系统的结构设计，以及对三菱FR-A500变频器原理及通信方式的研究，我们发现三菱FR-A500变频器的通信方式为异步半双工RS—485协议；波特率19200bit/s，9600bit/s,4800bit/s 可选；ASCII 7或8位数据位可选；1位奇偶校验可选；1或2位停止位可选。其通信协议的数据格式有十种，分别为：A，A’，B，C，D，E，E’，F，G，H；

下面以格式A为例简要说明一下变频器通信协议：

格式A的功能是变频器运行频率、运行参数的写入和复位变频器，其结构如下：

*1 ENQ——表示控制代码，它有以下几种：(括号内为ASCII码) STX (H02) 正文数据开始；ETX (H03) 正文数据结束；ENQ (H05) 通信请求； ACK (H06) 应答无数据错误；LF (H0A) 换行；CR (H0D) 回车； NAK (H15) 应答发现数据错误；

*2变频器站号——可用十六进制数在H00和H1F（站号0 至31 ）间设定；

*3指令代码——由计算机发给变频器，指明程序要求（如：监视、运行等）；

*4等待时间——规定变频器收到从计算机来的数据和传输应答数据之间的等待时间。根据计算机的响应时间在0和150ms之间设定，最小设定单位10ms。

*5数据——表示计算机与变频器之间传输的数据，如：频率、参数等；

*6总合校验——由被校验的ASCII码数据的总和（二进制）的最低一个字节表示的2个ASCII数字（十六进制）。

*7表示CR（回车）、LF（换行）代码。

与格式A相对应的数据格式有C和D；若用户程序通信