一、前言
在許多數(shù)控設(shè)備中，經(jīng)常要用變頻器去控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。在某些地方，需要用一臺(tái)工控PC機(jī)靈活地控制多臺(tái)變頻器，以達(dá)到控制各交流電機(jī)的目的。針對(duì)這一需要，一些公司（如德國(guó)的西門子、日本東芝、三菱等公司）推出了帶有RS485通信接口的變頻器，使用戶能夠方便靈活地選擇變頻器的強(qiáng)大功能。
在bbbbbbs98下開發(fā)工控軟件，可以利用bbbbbbs98的豐富資源，方便地生成各種菜單及美觀大方的圖形界面，軟件產(chǎn)品質(zhì)量高且開發(fā)周期短。Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的功能強(qiáng)大的bbbbbbs開發(fā)軟件，只能在bbbbbbs環(huán)境下運(yùn)行開發(fā)32位的應(yīng)用程序。但在bbbbbbs環(huán)境下，系統(tǒng)完全接管了各種硬件資源，不允許用戶直接控制串行口的中斷管理。如何在bbbbbbs環(huán)境下開發(fā)微機(jī)的底層資源，已成為當(dāng)今工業(yè)控制軟件的一大熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
本文利用VB6.0的ActiveX控件——Microsoft Communication控件，方便地實(shí)現(xiàn)bbbbbbs98環(huán)境下與多臺(tái)西門子MicroMaster變頻器的串行通信接口，成功地實(shí)現(xiàn)了用單臺(tái)PC機(jī)對(duì)多臺(tái)交流異步電動(dòng)機(jī)的靈活控制。
二、系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
圖1為系統(tǒng)的總體方框圖，這里只重點(diǎn)突出PC機(jī)與變頻器RS485的接口部分。RS485的驅(qū)動(dòng)器可帶32個(gè)接收器，在波特率為 100Kbps時(shí)，通信距離可達(dá)到1.2km；通信距離為15m，波特率可達(dá)到10Mbps 。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，RS485是應(yīng)用較多的一種通信
方式。圖中PC機(jī)通過(guò)RS485接口卡與多個(gè)變頻器相連接，最多達(dá)到32臺(tái)。每個(gè)變頻器被賦予各自的地址碼用以識(shí)別身份，這樣上位機(jī)便能通過(guò)RS485通信線，對(duì)掛在上面的變頻器進(jìn)行控制操作。
三、變頻器的串口通信協(xié)議
對(duì)于西門子MicroMaster變頻器。其通信方式為RS-485，波特率最高可達(dá)19200bps；1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位奇偶效驗(yàn)位，1位停止位。變頻器接收控制的通信協(xié)議如下：
STX：起始字符，02H。
LGE：發(fā)送字節(jié)數(shù)，對(duì)于MicroMASTER，為0CH（12個(gè)字節(jié)）。
ADR：變頻器的地址碼，取值范圍為0-31（bit：0-4位），bit5為1時(shí)為廣播發(fā)送。
PKE：為一16位的字，用來(lái)控制變頻器的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置，各bit的含義如下：
對(duì)于MicroMaster，控制位為0001時(shí)，讀變頻器的參數(shù)；控制位為0010時(shí)，寫參數(shù)到變頻器的RAM和EEPROM。bit11未用，置為0。變頻器的參數(shù)值詳見說(shuō)明書。
IND：為16位的字，未用，置為0。
VAL：為16位的變頻器參數(shù)，與PKE一起將運(yùn)行參數(shù)寫入到變頻器中。
STW：為16位的字，用來(lái)控制變頻器的運(yùn)行動(dòng)作。各位的具體含義詳見說(shuō)明書。
HSW：為16位的字，用來(lái)控制變頻器的輸出頻率。滿頻的值為16384（400HZ）對(duì)應(yīng)100%的輸出頻率，最大滿頻的值為32767，即200%的輸出頻率。當(dāng)取值為32768-65535時(shí)，表示反向的輸出頻率從0-200%變化，電機(jī)反轉(zhuǎn)。
BBC：效驗(yàn)字符，為前面所有字節(jié)的異或和。
若變頻器#2（地址碼為02H）以滿頻的25%輸出頻率，則以上各參數(shù)的值如下：
同時(shí)，變頻器也向上位機(jī)回送狀態(tài)數(shù)據(jù)，其通信協(xié)議如下：
與上位機(jī)向北變頻器發(fā)送的控制字相比，變頻器回送的狀態(tài)字只是以ZSW代替了STW，HIW代替了HSW，其余字的含義是一樣的。
ZSW：為16位的字，用來(lái)指示變頻器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。各位的具體含義詳見說(shuō)明書。
HIW：為16位的字，代表變頻器的輸出頻率，其定義與HSW是一樣的。
因此，對(duì)于變頻器能通過(guò)面板按鍵的設(shè)置功能，通過(guò)以上的通信協(xié)議也一樣能實(shí)現(xiàn)。并且通過(guò)RS-485通信線最多能同時(shí)控制32臺(tái)變頻器，同時(shí)各變頻器的運(yùn)行狀態(tài)也能實(shí)時(shí)地回送給上位機(jī)，這就大大地方便了用戶，增加了控制系統(tǒng)的靈活性。
四、Viscal Basic 6.0下對(duì)變頻器進(jìn)行串行通信控制
1、VB6.0中的ActiveX控件MSComm
在bbbbbbs環(huán)境下，操作系統(tǒng)完全接管了各種硬件資源，不允許用戶直接控制串行口的中斷管理。以往程序員只能通過(guò)數(shù)目眾多的API函數(shù)來(lái)控制串口。 VB6.0下提供了一個(gè)ActiveX控件Microsoft Communication Control 6.0，簡(jiǎn)稱MSComm控件。用戶可以在自己的應(yīng)用程序嵌入MSComm控件，利用它可以方便地進(jìn)行計(jì)算機(jī)串口的通信管理。
在vb6.0開發(fā)環(huán)境中，MSComm通信控件可直接從VB的ToolBox中加入窗體bbbb，即可用其進(jìn)行通信。若ToolBox中無(wú)此控件，則用Tools的Custom Controls將MSComm.VBX從bbbbbbs的System子目錄中加入VB的ToolBox中。
MSComm控件有許多屬性（Property），其中一些重要的屬性如下：
CommPort：設(shè)置串口號(hào)；類型：short 。
Settings：設(shè)置串口通信參數(shù)；類型：Csting 。
PortOpen：設(shè)置或返回通信口的狀態(tài)；類型：BOOL 。
bbbbbMode：設(shè)置從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的格式；類型：long 。
bbbbb：從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)；類型：VARIANT 。
Output：向發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)；類型：VARIANT 。
InBufferCount：接收緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)；類型：short 。
OutBufferCount：發(fā)送緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù)；類型：short 。
CommEvent：設(shè)置或返回bbbbb每次讀出的字節(jié)數(shù)；類型：short 。
CommEvent：串口事件；類型：short 。
其中串口號(hào)（CommPort）設(shè)置為1、2等表示COM1、COM2。參數(shù)設(shè)置（Settings）的格式為“B，P，D，S”B表示波特率，P表示奇偶校驗(yàn)（N：無(wú)校驗(yàn)，E：偶校驗(yàn)，O：奇校驗(yàn)），D表示字節(jié)有效位數(shù)，S表示停止位數(shù)。串口狀態(tài)為BOOL變量，TRUE表示打開串口，F(xiàn)ALSE表示關(guān)閉串口。bbbbbMode使程序能方便地選擇從緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)的格式，設(shè)置為0時(shí)，為字符串格式（Text），設(shè)置為1時(shí)，為二進(jìn)制格式（Binary）。bbbbbLen設(shè)置或返回的是用bbbbb從緩沖區(qū)讀字符串時(shí)每次讀出的字符個(gè)數(shù)，這個(gè)性質(zhì)對(duì)于讀出數(shù)據(jù)塊中長(zhǎng)數(shù)據(jù)串非常有用。
另外，MSComm控件提供了兩種方法來(lái)處理串口通：上面屬性的InBufferCount和OutBufferCount用于串口的查詢方式；對(duì)于較復(fù)雜的通信任務(wù)，可通過(guò)SetCommEvent（）函數(shù)設(shè)置串口要響應(yīng)的事件，當(dāng)相應(yīng)事件或串口錯(cuò)誤事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)激活OnComm（）事件，在OnComm（）中添加用戶的處理代碼，則可實(shí)現(xiàn)類似DOS中斷的串口處理程序。
2、變頻器串口通信控制檢測(cè)的軟件編程
在項(xiàng)目窗體中嵌入MSComm通信控件之后，為了用該控件控制一個(gè)串口進(jìn)行通信操作，還必須在應(yīng)用程序中插入該控件。為此為程序的某個(gè)對(duì)話框插入MSComm控件，控件名為MSCOMM1，并為其添加兩個(gè)定時(shí)器控件（TimPeriodic和TimNonPeriodic）和一個(gè)命令按鈕控件CmdNonPeriodic 。通信控件用于訪問(wèn)串口、發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；周期定時(shí)器控件（TimPeriodic）用于控制每秒由計(jì)算機(jī)向各數(shù)據(jù)點(diǎn)發(fā)送周期性命令；命令按鈕控件與非周期定時(shí)器控件（TimNonPeriodic）用于發(fā)送非周期性命令。MicroMaster變頻器回送的狀態(tài)信息一幀位14個(gè)字節(jié)。為此，程序編制上采用事件驅(qū)動(dòng)的通信方式，串口每接受14個(gè)字符邊激活一個(gè)OnComm（）事件，在OnComm（）消息處理函數(shù)中加入相應(yīng)的處理代碼，用來(lái)讀取狀態(tài)字ZSW和HIW各位的狀態(tài)參數(shù)，并做出相應(yīng)的處理，如顯示、報(bào)警等等。下面簡(jiǎn)要給出用事件驅(qū)動(dòng)方式讀出變頻器回送狀態(tài)字的程序源代碼。設(shè)RS-485的口地址為PC機(jī)的串口2的地址，波特率為9600bps 。
（1）窗體中各控件初始設(shè)置：TimPeriodic為1s，TimNonPeriodic為0.5s
Sub bbbb_Load（）
Mscomm1.CommPort=2 ’選用COM2串行口
MsComm1.setting=”9600，N8，1” ’波特率為9600，無(wú)奇偶校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位，一位停止位
Mscomm1.bbbbbLen=0 ’bbbbb將讀取接收緩沖區(qū)的全部?jī)?nèi)容
Mscomm1.bbbbbLenSize=1024 ’設(shè)置接收緩沖區(qū)的字節(jié)長(zhǎng)度
Mscomm1.PortOpen=0 ’打開通信口
Mscomm1.InBufferCount=0 ’清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
Mscomm1.OutBufferCount=0 ’清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
TimPeriodic.intbbbb=1000 ’設(shè)置1s定時(shí)間隔，使遙測(cè)命令每隔1s發(fā)送1次
TimNonPeriodic.intbbbb=500 ’設(shè)置0.5s定時(shí)間隔，查詢命令按鈕是否處于激活狀態(tài)以確定是否發(fā)送周期性命令
CmdPressed=False ’命令按鈕為未激活狀態(tài)
DuringPeriodic=False ’周期命令數(shù)據(jù)傳輸尚未開始
DuringNonPeriodic=False ’非周期命令數(shù)據(jù)傳輸尚未開始
End Sub
（2）非周期性命令的發(fā)送：根據(jù)命令按鈕狀態(tài)及周期性命令數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，在TimNonPeriodic定時(shí)器的中斷程序中發(fā)送非周期性命令。
Sub CmdNonPeriodic_Click（）
CmdPressed=True ’命令按鈕激活
End Sub
Sub TimNonperiodic_Timer（）
If DuringPeriodic=True OR Cmdpressed=False Then Exit Sub ’如周期命令數(shù)據(jù)傳輸尚未結(jié)束或命令按鈕處于激活
狀態(tài)，則退出發(fā)送非周期性命令程序。
CmdPressed=False ’命令按鈕恢復(fù)為未激活狀態(tài)
Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’發(fā)送非周期性命令
Mscomm1.Rthreshold=R_NONPERIODIC_BYTE‘發(fā)送非周期性命令后，設(shè)置Rthreshold屬性，使主站接收所設(shè)定的字節(jié)數(shù)
后引發(fā)OnComm事件
End Sub
（3）TimPeriodic定時(shí)器程序：在TimPeriodic定時(shí)器的中斷程序中發(fā)送周期性命令。
Sub TimPeriodic_Timer（）
If DuringNonPeriodic=True Then Exit Sub ’如非周期命令數(shù)據(jù)傳輸尚未結(jié)束，則退出發(fā)送非周期性命令程序。
DuringPeriodic=True ’設(shè)置周期命令數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)為正在進(jìn)行中
Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’發(fā)送非周期性命令
Mscomm1.Rthreshold=R_PERIODIC_BYTE’設(shè)置Rthreshold屬性，使主站接收R_PERIODIC_BYTE個(gè)字節(jié)，引發(fā)OnComm事件
End Sub
（4）OnComm事件程序：根據(jù)Rthreshold屬性設(shè)置值，當(dāng)接收緩存區(qū)內(nèi)接收到相應(yīng)字節(jié)的字符時(shí)，引發(fā)OnComm事件，在中斷程序中接收數(shù)據(jù)。
Sub Mscomm1_OnComm（）
Select Case Mscomm1.commEvent ’在此插入處理各種不同錯(cuò)誤或事件的代碼
Case MSCOMM_EV_RECEIVE
Receivebbbbbb$=Mscomm1.bbbbb
Select Case Mscomm1.Rthreshold
Case R_PERIODIC_BYTE‘周期性命令的應(yīng)答數(shù)據(jù)
Call DisposeDate（NonPeriodic_CommAND） ’處理接收數(shù)據(jù)
DuringPeriodic=False ’設(shè)置周期命令數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)為結(jié)束
Case R_NONPERIODIC_BYTE ’非周期性命令的應(yīng)答數(shù)據(jù)
Call DisposeData（NonPeriodic_CommAND） ’處理接收數(shù)據(jù)
DuringNonPeriodic=False ’設(shè)置非周期命令數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)結(jié)束
End Select
End Select
End Sub
上述程序中，因MicroMaster變頻器回送的狀態(tài)信息一幀為14個(gè)字節(jié)，所以R_NONPERIODIC_BYTE和R_PERIODIC_BYTE 。對(duì)于變頻器回送的狀態(tài)信息則利用bbbbbbs的消息處理函數(shù)OnComm（）進(jìn)行處理。在消息處理函數(shù)中，將變頻器回送的14個(gè)狀態(tài)字一次全部讀到所定義的變量參數(shù)中，然后程序再?gòu)淖兞繀?shù)中分別讀取各狀態(tài)字，在屏幕上顯示、判斷并報(bào)警。
五、結(jié)束語(yǔ)
本文利用VB6.0下的ActiveX控件和MicroMaster變頻器RS-485的串行通信功能，實(shí)現(xiàn)了在bbbbbbs09環(huán)境下用單臺(tái)PC機(jī)控制多臺(tái)變頻器的任務(wù)，并能實(shí)時(shí)檢測(cè)各變頻器的運(yùn)行狀態(tài)。整個(gè)控制系統(tǒng)靈活方便，具有很大的實(shí)用性。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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