附录:RS485串行通讯协议1 主要性能本变频器通过内置的RS485标准接口,能与个人计算机、PLC 或同系列的变频器等连接,进行主从式、异步半双工串行通信。
其主要性能参见下表: 项目 规范适用机型 ALPHA3000系列变频器物理级EIA RS485 传输线 屏蔽双绞线配线最长长度 500米连接台数 主机一台,从机31台传输速度19200bps,9600bps,4800bps,2400bps,1200bps,600bps,300bps 数据交换方式 异步串行、半双工传送协议 点对点或广播字长 11位停止位长度 1位帧长 14字节固定 奇偶校验 奇校验 出错检查方式 异或校验2硬件连接 2.1硬件联接如下图:图 1 多台变 频器 用主 机控 制连 接示 意图图中的MASTER (主机)是ALPHA3000变频器、PC 机或可编程控制器(PLC ),图中的SLAVE (从机,在虚线框内)是变频器。
变频器做为主机,只要将从机的RS485端子和主机的RS485同名端子相联接即可;如果用PC 机或PLC 做为主机,则要在主机和总线之间增加一个RS485的转接器。
RS458串行总线接口最多可连接31台变频器做从机,每一个从机变频器都有一个唯一的号码(ID ),主机依靠ID 来识别每一台从机。
2.2 RS485转换器RS485转换器采用DB9/DB9外形,带孔的一端为RS232,带针的一端为RS485。
转换器外带接线转换头把RS485端的DB9接线转换为螺丝接线柱,便于通讯线缆的安装和拆卸。
接线转换头上“A+”为485收/发正端,“ B-”为485收/发负端,“GND”为485地线。
RS485接口组成半双工网络,一般只需二根连线,为获得良好的抗噪声干扰性和较长的传输距离,建议采用屏蔽双绞线传输。
3通讯协议3.1概述3.1.1通讯方式采用USS协议。
主机和从机之间用轮询的方式来进行通讯。
由主机启动每一次通信,主机向从机变频器发送任务报文,从机接到主机的任务命令后返回响应报文并执行相应动作。
除了发送响应报文外,从机只能处于接收状态。
主机为变频器时,由功能号D033设置最大从机ID号。
从机必须是从1开始,连续编号到D033设定的值。
当主机为PC机或PLC时可以通过建立轮询表来改变查询顺序和查询周期,轮询表可以只包含部分从机,任意顺序,可以出现重复的号码。
主机的每一次查询都是以一个报文(帧)的数据传送给从机,所有的从机都能接收数据,从机如果检测到报文中的ID和本机的ID相同,则对报文的数据做出处理,并在规定的时间内发送响应报文给主机。
如果检测到报文中的ID和本机的ID不同,则不处理报文,保持原工作状态。
3.1.2 控制方式说明:在本机键盘或者端子控制时(功能A001设为0、1、2),通讯只能查看参数,所有的写入操作都被忽略。
通讯控制不能修改功能A001、A005、C001、D028、D032、D033的值。
在通讯控制方式时,本机键盘只可以修改功能A001、A005、C001、D022、D028、D032、D033的值,其中,对于功能D028的修改只有重新上电开机才能生效。
其它功能参数只能查看。
在通讯控制方式时,本机端子的使用参考特殊命令G05说明。
3.2数据格式3.2.1报文格式主机和从机之间的一次通信数据称为一个报文或一帧。
主机发给从机的命令或控制数据包称为任务报文。
从机对主机的响应数据包称为响应报文。
响应延时时间定义为当从机收到主机给本机的任务报文后,必须做出响应的时间,包含了从机对于主机命令的处理时间和响应报文的起始间隔。
本系统响应延时时间为4个字节传送时间,但最小要大于20ms。
不同的波特率下可能有不同的时间。
起始间隔定义为总线上任意两个报文的之间的时间间隔,也就是前一个报文结束到下一个报文开始的时间。
报文的起始字节(STX)为十六进制的02H,而数据中也可能出现02H,因此,STX必须有一个起始间隔才能和数据有所区别,本系统采用2字节传送时间,不同的波特率下有不同的时间。
如图3:图3 通信过程一个报文由起始字、帧长、地址、命令编码、索引、参数、控制字或状态字、设定值或实际值和校验和组成,共14个字节,其结构如下图。
任务报文格式(Master→Slave):响应报文格式(Slave→Master):3.2.2区域格式说明3.2.2.1 STXSTX区域是一个单字节ASCII码,值为02H,表示一个报文开始。
3.2.2.2 LGELGE是一个单字节区域,表示报文LGE区域后的所有字节数,固定为OCH。
3.2.2.3 ADRADR是一个单字节区域,表示从站变频器的地址,取值范围1~31。
bit7、6未用,bit5为广播位,bit4:0为变频器的地址。
如果bit5=1,则忽略BIT4:0的内容,报文同时发送给所有变频器,从机不发送响应报文。
如果bit5=0,则本机ID 和bit4:0值相等的从机响应报文内容并执行相应动作。
3.2.2.4 PKEPKE 是一个16位的区域,用来控制变频器功能参数操作。
bit15:12位是控制功能位,bit11位保留,总为0。
控制位功能列表如下: 参数数据 B15 B14 B13 B12描述0 0 0 0 无任务,不作读取或更改参数的动作 0 0 0 1 读取从机编码地址指定的参数数据0 0 1 0 更改从机编码地址指定的参数数据,在从机掉电后不保存主机命令码 1 1 1 0 更改从机编码地址指定的参数数据,并存储至EEPROM 中0 0 0 0 无任务响应:从机响应主机无任务命令信息0 0 0 1 任务完成:从机响应主机命令码任务从机响应码 0 1 1 1 任务未能完成,VAL 返回错误码,原因以错误代码形式回传。
PKE 的bit10:0是变频器的功能代码,也就是主机对从机要操作的功能代码。
这部分的编码又分为两部分:bit8:10为功能类别号,bit0:7是功能号和运行状态编号。
bit10:8的编码定义如下:B10 B9 B8 类 别B10 B9 B8 类 别 0 0 0 运行状态监视0 0 1 A 组 0 1 0 B 组0 1 1 C 组 1 0 0 D 组1 0 1 E 组 1 1 0 F 组 1 1 1 G 组(特殊命令)运行状态监视编号:(bit7:0的值)值 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 状态说明 设定频率 输出频率 输出电流 输出电压 过载指示 节能指示 PID 给定 PID 反馈 G 组为特殊命令,没有对应的变频器功能。
有如下特殊命令:G01:读取模拟输入端子VS 的值,不可写。
结果在响应报文的VAL 域中,为带一位小数的百分数。
G02:读取模拟输入端子IS 的值,不可写。
格式同命令G01。
G03:读取键盘电位器的值,不可写。
格式同命令G01。
G04:读取Y 端子的状态,不可写。
响应报文的VAL 域和各个Y 端子的对应如表(“1”有效)。
位 15:03 02 01 00端子0 Y3 Y2 Y1G05:X端子和PFA、PFB端子的值,可以根据控制码来对端子进行读写。
如果功能C001设为0或者1,G05只可读出端子状态。
当A001=3、4且C001=2、3,写操作时,VAL的值要和本机的端子当前状态做逻辑或操作之后,才形成最后的端子状态,以完成端子的控制功能。
而对于PFA和PFB端子,如果设定不是脉冲输入方式,则与X端子具有同样的操作。
VAL的数据位和端子的对应关系如下表(“1”有效):位15:1009 08 0706050403020100端子 0 PFB PFA X8X7X6X5X4X3X2X13.2.2.5 INDIND是一个双字节(16位)区域,不使用,在此设为0。
3.2.2.6 VALVAL是一个双字节(16位)区域,该域对于任务报文而言,是主机对从机的相应功能号参数新的设定值(读操作时这个域无效)。
对于响应报文,则是从机相应功能号的当前设定值。
两种报文的功能号都由报文中的PKE域来指定。
参数的值用整数形式表示,如果参数最小单位是有小数的部分,则将相应的小数部分应乘以一个系数(如:最小单位为0.01,则要乘以100。
等等)。
再将所得数转换为十六进制数就成为VAL的值。
要特别说的是:对于功能D016~D020的值的要先加上一个偏移值100以后再做以上运算。
VAL值的具体计算见范例。
若命令未完成,VAL中返回错误代码,代码见下表:错误号错误类型错误号错误类型0 无效功能号 5 数据类型错误1 运行中参数不可改 6 只读参数2 参数值溢出 7 参数保护3 索引值错误 >8 保留4 保留3.2.2.7 STW和ZSWSTW控制字是一个16位的域,用来控制变频器的动作,ZSW状态字是一个16位域,用于返回变频器当前的运行状态。
STW和ZSW各位含义参看下表:位STW值及含义ZSW值及含义0 1:减速停车0:没有意义1:初始化完成0:初始化中1 1:自由停车0:没有意义1:准备就绪,可以接受运行命令0:没有做好运行的准备工作2 1:直流制动停车1:正在运行中0:没有意义0:处于停机状态3 1:允许运行0:不允许运行1:变频器发生故障0:变频器没有发生故障4,5 保留,总为0 保留,总为0 6 1:设定值(HSW)有效0:设定值(HSW)无效保留,总为07 1:故障复位0:没有意义1:报警0:未报警8 1:正向点动0:没有意义保留,总为19 1:反向点动0:没有意义1:远程通信控制,0:本地控制10 1:控制字有效0:控制字无效1:设定值到达,输出频率等于设定频率0:设定值未到,在减速或加速中。
11 1:正向运行0:没有意义1:正转0:没有意义12 1:反向运行0:没有意义1:反转0:没有意义13~15 保留,总为0保留,总为03.2.2.8 HSW和HIWHSW是变频器的输出频率设定值,HIW是从机的实际频率输出值,都是双字节。
值的计算方法和VAL的计算方法一致。
当D022=2时,HSW是变频器的PID反馈值,一位小数的百分数。
3.2.2.9 BCCBCC是一个单字节的区域,用做报文校验。
其值为该区域以前的所有字节异或和(XOR),如果变频器收到一个带有错误结果的报文,它会将其放弃并拒绝发出应答。
3.2.3 单字节数据格式每个字节都是标准的异步报文格式:包括1位起始位,8位数据位,1位停止位,1位校验位,采用奇检验,见下图:3.2.4故障处理变频器做主机时,如果主机在连续3次轮询中都没有收到从机的响应报文,则认为从机出现通信故障,主机通过Y端子输出报警信号(当Y端子设定为通信故障报警输出时),主机对通讯错误的处理方式由主机的功能D030、D031的设置来决定,如果主机要停机,则以广播的形式向系统的所有从机发出停机命令,主机显示“EL”,能正常通信的从机接到命令以后立即按命令中设定的停机方式停机。