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基于PCC 的变频器的串行通信协议 王世畅 程耕国 武汉科技大学信息科学与工程学院（430081 ） 摘 要：文章以西门子Micro Mastomation 变频器的USS 通信协议为例，提出了PCC 对 多台变频器进行网络控制的实现方案，并且给出了用BR Automation Basic 开发的串行通 信程序。利用该方法，可以方便地实现对多台变频器的协调控制和运行参数的在线监测。 关键词：可编程计算机控制器，帧驱动器，串行通信，USS 协议，变频器 1. 开发背景 随着自动化程度日益提高，对单台变频器的控制在许多场合已经不能满足生产的要求， 必须对多台变频器进行协调控制，因此变频调速技术也逐渐朝着网络化的方向发展。为适应 这一发展方向的需要，各大公司相继推出了带有标准通讯接口的通用变频器，为用户设计满 足工业现场需求的控制系统带来了极大的方便。但是只有极少数公司的变频器支持标准的通 信协议例如：PROFIBUC、 CANBUS 等），实际控制系统有时会要求与不支持标准通信 协议的变频器通信，普通的PLC 也不具备与第三方产品通信的能力，造成系统集成的巨大 困难。让开发人员从底层开发通信协议是一项复杂且工作量相当大的工作，而且系统的可靠 性也难以得到保证。基于上述问题，贝加莱2005系列 PCC （可编程计算机控制器）产品除 了支持标准的通信协议之外， 还向用户提供了用于与第三方产品通信的协议开发工具—— 帧驱动器，用户只需要了解第三方产品的通信协议细节包括信息帧格式的组成等，并用 帧驱动器写出与第三方产品通信协议一样的通信规约，就可方便地实现PCC与第三方产品 之间的通信。 本文利用PCC的帧驱动器，成功地实现了PCC 对多台变频器的网络控制，并且PCC 可 以作为上层网络的一个节点，以实现全厂的网络化和自动化。Driveframe是一个运行在PLC 里面的函数库，系统的串行通信程序是用BR Automation StudioTM下的Automation Basic 来开发的，作为完整的任务模块可以添加到任何其它复杂项目中，不仅能提高系统的可靠性， 而且可以提高代码的可重用性，缩短项目的开发周期，使项目开发人员能够方便进行系统集 成。为了扩大串行通信的有效传输距离，提高通信传输速率，增强抗干扰能力，采用 RS—422/485 串行总线通信标准。 2. 系统的总体设计 变频器采用西门子的Micro Master变频器，PCC采用贝加莱的BR2003。PCC 通过 RS-485网络与多个变频器相连接，最多可达32 台，波特率为10Mb/s时，通信距离为15m； 波特率为100Kb/s 时，通信距离可达1200m。每台变频器被赋予各自独立的地址码用以识 别身份，这样，PCC 便能通过RS-485接口，对挂在总线的所有变频器进行控制操作。 3. 利用PCC控制变频器 3.1变频器的串行通讯协议 西门子Micro Master 变频器在远程通讯时，遵循西门子的USS 通信协议。USS 通信 协议由一个双向信息表组成；接受来自远程主机发送的控制信息，并反馈信息给主机作为已 接收信息后的应答。其报文结构包含了参数数据和过程数据，前者用于改变变频器的参数， 后者用于快速刷新变频器的过程数据，如启动停止、速度给定、力矩给定等。USS 协议的 数据报文由14个字节组成。每个字节采用2 位16 进制数的形式，遵循UART 格式：1个起 始位，8个数据位，1个偶校验位和1个停止位。变频器接收数据的通信协议如下： STX 为起始字符，02H;LGE为发送字节数，对于Micro Master为0CH(12)个字节;ADR 为变频器的地址码，取值范围为0~31 (bit0-4位)，bit5 为1 时为广播发送；PKE 为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： 对于Micro Master 变频器，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:IND为16 位的字，未用，置为0:VAL 为16位的变频器参数值，与PKE 一起将运行参数写入到变频器中；STW 为16位的字，用 来控制变频器的运行动作；HSW