| 摘 要：介绍了西门子MicroMaster变频器的RS-485通信协议，利用VB6.0中的ActiveX控件MSComm6.0通信控件实现
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 Windows98下单台微机与多台变频器的串行通信控制，并能实时检测各个变频器的运行状态。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 关键词：变频器、PC机、VB6.0、ActiveX控件、RS-485、事件驱动 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 一、前言 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 在许多数控设备中，经常要用变频器去控制交流电机的转速、转向。在某些地方，需要用一台工控PC机灵活地控制多台变频器，以达到控制各交流电机的目的。针对这一需要，一些公司（如德国的西门子、日本东芝、三菱等公司）推出了带有RS485通信接口的变频器，使用户能够方便灵活地选择变频器的强大功能。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 在Windows98下开发工控软件，可以利用Windows98的丰富资源，方便地生成各种菜单及美观大方的图形界面，软件产品质量高且开发周期短。Visual Basic6.0是Microsoft公司推出的功能强大的Windows开发软件，只能在Windows环境下运行开发32位的应用程序。但在Windows环境下，系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接控制串行口的中断管理。如何在Windows环境下开发微机的底层资源，已成为当今工业控制软件的一大热点和难点。 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 本文利用VB6.0的ActiveX控件——Microsoft Communication控件，方便地实现Windows98环境下与多台西门子MicroMaster变频器的串行通信接口，成功地实现了用单台PC机对多台交流异步电动机的灵活控制。 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 二、系统的总体设计 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 图1为系统的总体方框图，这里只重点突出PC机与变频器RS485的接口部分。RS485的驱动器可带32个接收器，在波特率为 100Kbps时，通信距离可达到1.2km；通信距离为15m，波特率可达到10Mbps 。在工业现场，RS485是应用较多的一种通信 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 方式。图中PC机通过RS485接口卡与多个变频器相连接，最多达到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RS485通信线，对挂在上面的变频器进行控制操作。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 三、变频器的串口通信协议 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) 对于西门子MicroMaster变频器。其通信方式为RS-485，波特率最高可达19200bps；1位起始位，8位数据位，1位奇偶效验位，1位停止位。变频器接收控制的通信协议如下： WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 STX：起始字符，02H。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) LGE：发送字节数，对于MicroMASTER，为0CH（12个字节）。 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 ADR：变频器的地址码，取值范围为0-31（bit：0-4位），bit5为1时为广播发送。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 PKE：为一16位的字，用来控制变频器的运行参数设置，各bit的含义如下： WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 对于MicroMaster，控制位为0001时，读变频器的参数；控制位为0010时，写参数到变频器的RAM和EEPROM。bit11未用，置为0。变频器的参数值详见说明书。 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 IND：为16位的字，未用，置为0。 WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) VAL：为16位的变频器参数，与PKE一起将运行参数写入到变频器中。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 STW：为16位的字，用来控制变频器的运行动作。各位的具体含义详见说明书。 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) HSW：为16位的字，用来控制变频器的输出频率。满频的值为16384（400HZ）对应100%的输出频率，最大满频的值为32767，即200%的输出频率。当取值为32768-65535时，表示反向的输出频率从0-200%变化，电机反转。 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 BBC：效验字符，为前面所有字节的异或和。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) 若变频器#2（地址码为02H）以满频的25%输出频率，则以上各参数的值如下： WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 同时，变频器也向上位机回送状态数据，其通信协议如下： WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 与上位机向北变频器发送的控制字相比，变频器回送的状态字只是以ZSW代替了STW，HIW代替了HSW，其余字的含义是一样的。 plcjs.技.术_网 ZSW：为16位的字，用来指示变频器的当前运行状态。各位的具体含义详见说明书。 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 HIW：为16位的字，代表变频器的输出频率，其定义与HSW是一样的。 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 因此，对于变频器能通过面板按键的设置功能，通过以上的通信协议也一样能实现。并且通过RS-485通信线最多能同时控制32台变频器，同时各变频器的运行状态也能实时地回送给上位机，这就大大地方便了用户，增加了控制系统的灵活性。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) 四、Viscal Basic 6.0下对变频器进行串行通信控制 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 1、VB6.0中的ActiveX控件MSComm W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 在Windows环境下，操作系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接控制串行口的中断管理。以往程序员只能通过数目众多的API函数来控制串口。 VB6.0下提供了一个ActiveX控件Microsoft Communication Control 6.0，简称MSComm控件。用户可以在自己的应用程序嵌入MSComm控件，利用它可以方便地进行计算机串口的通信管理。 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 在vb6.0开发环境中，MSComm通信控件可直接从VB的ToolBox中加入窗体Form，即可用其进行通信。若ToolBox中无此控件，则用Tools的Custom Controls将MSComm.VBX从Windows的System子目录中加入VB的ToolBox中。 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) MSComm控件有许多属性（Property），其中一些重要的属性如下： WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) CommPort：设置串口号；类型：short 。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 Settings：设置串口通信参数；类型：Csting 。 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 PortOpen：设置或返回通信口的状态；类型：BOOL 。 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 InputMode：设置从缓冲区读取数据的格式；类型：long 。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 Input：从接收缓冲区读取数据；类型：VARIANT 。 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 Output：向发送缓冲区写入数据；类型：VARIANT 。 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) InBufferCount：接收缓冲区中的字节数；类型：short 。 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 OutBufferCount：发送缓冲区中的字节数；类型：short 。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 CommEvent：设置或返回Input每次读出的字节数；类型：short 。 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) CommEvent：串口事件；类型：short 。 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 其中串口号（CommPort）设置为1、2等表示COM1、COM2。参数设置（Settings）的格式为“B，P，D，S”B表示波特率，P表示奇偶校验（N：无校验，E：偶校验，O：奇校验），D表示字节有效位数，S表示停止位数。串口状态为BOOL变量，TRUE表示打开串口，FALSE表示关闭串口。InputMode使程序能方便地选择从缓冲区读取数据的格式，设置为0时，为字符串格式（Text），设置为1时，为二进制格式（Binary）。InputLen设置或返回的是用Input从缓冲区读字符串时每次读出的字符个数，这个性质对于读出数据块中长数据串非常有用。 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) 另外，MSComm控件提供了两种方法来处理串口通：上面属性的InBufferCount和OutBufferCount用于串口的查询方式；对于较复杂的通信任务，可通过SetCommEvent（）函数设置串口要响应的事件，当相应事件或串口错误事件发生时，系统会激活OnComm（）事件，在OnComm（）中添加用户的处理代码，则可实现类似DOS中断的串口处理程序。 WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网 2、变频器串口通信控制检测的软件编程 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 在项目窗体中嵌入MSComm通信控件之后，为了用该控件控制一个串口进行通信操作，还必须在应用程序中插入该控件。为此为程序的某个对话框插入MSComm控件，控件名为MSCOMM1，并为其添加两个定时器控件（TimPeriodic和TimNonPeriodic）和一个命令按钮控件CmdNonPeriodic 。通信控件用于访问串口、发送和接收数据；周期定时器控件（TimPeriodic）用于控制每秒由计算机向各数据点发送周期性命令；命令按钮控件与非周期定时器控件（TimNonPeriodic）用于发送非周期性命令。MicroMaster变频器回送的状态信息一帧位14个字节。为此，程序编制上采用事件驱动的通信方式，串口每接受14个字符边激活一个OnComm（）事件，在OnComm（）消息处理函数中加入相应的处理代码，用来读取状态字ZSW和HIW各位的状态参数，并做出相应的处理，如显示、报警等等。下面简要给出用事件驱动方式读出变频器回送状态字的程序源代码。设RS-485的口地址为PC机的串口2的地址，波特率为9600bps 。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 （1）窗体中各控件初始设置：TimPeriodic为1s，TimNonPeriodic为0.5s ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 Sub Form_Load（） WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 Mscomm1.CommPort=2 ’选用COM2串行口 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 MsComm1.setting=”9600，N8，1” ’波特率为9600，无奇偶校验，8位数据位，一位停止位 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 Mscomm1.InputLen=0 ’Input将读取接收缓冲区的全部内容 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) Mscomm1.InputLenSize=1024 ’设置接收缓冲区的字节长度 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 Mscomm1.PortOpen=0 ’打开通信口 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) Mscomm1.InBufferCount=0 ’清除发送缓冲区数据 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 Mscomm1.OutBufferCount=0 ’清除接收缓冲区数据 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 TimPeriodic.inteval=1000 ’设置1s定时间隔，使遥测命令每隔1s发送1次 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 TimNonPeriodic.inteval=500 ’设置0.5s定时间隔，查询命令按钮是否处于激活状态以确定是否发送周期性命令 plcjs.技.术_网 CmdPressed=False ’命令按钮为未激活状态 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 DuringPeriodic=False ’周期命令数据传输尚未开始 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 DuringNonPeriodic=False ’非周期命令数据传输尚未开始 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 End Sub WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 （2）非周期性命令的发送：根据命令按钮状态及周期性命令数据传输状态，在TimNonPeriodic定时器的中断程序中发送非周期性命令。 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 Sub CmdNonPeriodic_Click（） WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) CmdPressed=True ’命令按钮激活 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 End Sub P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 Sub TimNonperiodic_Timer（） P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 If DuringPeriodic=True OR Cmdpressed=False Then Exit Sub ’如周期命令数据传输尚未结束或命令按钮处于激活 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 状态，则退出发送非周期性命令程序。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 CmdPressed=False ’命令按钮恢复为未激活状态 plcjs.技.术_网 Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’发送非周期性命令 WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网 Mscomm1.Rthreshold=R_NONPERIODIC_BYTE‘发送非周期性命令后，设置Rthreshold属性，使主站接收所设定的字节数 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 后引发OnComm事件 WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户) End Sub WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 （3）TimPeriodic定时器程序：在TimPeriodic定时器的中断程序中发送周期性命令。 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 Sub TimPeriodic_Timer（） WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) If DuringNonPeriodic=True Then Exit Sub ’如非周期命令数据传输尚未结束，则退出发送非周期性命令程序。 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 DuringPeriodic=True ’设置周期命令数据传输状态为正在进行中 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’发送非周期性命令 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户) Mscomm1.Rthreshold=R_PERIODIC_BYTE’设置Rthreshold属性，使主站接收R_PERIODIC_BYTE个字节，引发OnComm事件 WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 End Sub WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户) （4）OnComm事件程序：根据Rthreshold属性设置值，当接收缓存区内接收到相应字节的字符时，引发OnComm事件，在中断程序中接收数据。 ——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 Sub Mscomm1_OnComm（） WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户) Select Case Mscomm1.commEvent ’在此插入处理各种不同错误或事件的代码 P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 Case MSCOMM_EV_RECEIVE W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 ReceiveString$=Mscomm1.Input P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户 Select Case Mscomm1.Rthreshold WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户 Case R_PERIODIC_BYTE‘周期性命令的应答数据 plcjs.技.术_网 Call DisposeDate（NonPeriodic_CommAND） ’处理接收数据 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 DuringPeriodic=False ’设置周期命令数据传输状态为结束 WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网 Case R_NONPERIODIC_BYTE ’非周期性命令的应答数据 WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网 Call DisposeData（NonPeriodic_CommAND） ’处理接收数据 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网 DuringNonPeriodic=False ’设置非周期命令数据传输状态结束 WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) End Select WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网 End Select W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网 End Sub WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户) 上述程序中，因MicroMaster变频器回送的状态信息一帧为14个字节，所以R_NONPERIODIC_BYTE和R_PERIODIC_BYTE 。对于变频器回送的状态信息则利用Windows的消息处理函数OnComm（）进行处理。在消息处理函数中，将变频器回送的14个状态字一次全部读到所定义的变量参数中，然后程序再从变量参数中分别读取各状态字，在屏幕上显示、判断并报警。 P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户 五、结束语 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网 本文利用VB6.0下的ActiveX控件和MicroMaster变频器RS-485的串行通信功能，实现了在Windows09环境下用单台PC机控制多台变频器的任务，并能实时检测各变频器的运行状态。整个控制系统灵活方便，具有很大的实用性。 |