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 STX
STX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 LGE
LGE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 ADR
ADR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 PKE
PKE 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