1. 系统的硬件连接

TD3000 是 EMERSON 公司推出的高性能矢量控制变频器，能以很高控制精度进行宽范围调速，带有内置标准 RS485 通信口，通过转换器可方便地与上位机串行通信，实现上位机对变频器功能码的快速修改与运行状态的直观监控，并实现组网监控运行，系统组成如图7-3 所示。

图7-3 系统配置图

计算机 RS-232 口通过一个 RS232/RS485 转换器转换为 RS-485 构成通信网络，以 TD3000 变频器作为从机组成“单主多从”通信控制网（单监控主机多变频器从机），通信介质为屏蔽双绞线、屏蔽层一点接地。变频器串行通信接口端子接线如图7-4 所示。

图7-4 通信端口接线图

2. TD3000 变频器的串行通信协议及相关参数设置

TD3000 的通信协议中，上位机与变频器通过交换命令和应答实现通信。

（1）物理接口。RS485 总线接口为异步、半双工，总线上每段最多 32 个站（最多 31 个从站），可用中继器扩展至 127 个站（含中继器）。

（2）数据格式。可选：1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位、无校验；或 1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位、奇校验；或 1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位、偶校验。默认：1 位起始位、8 位数据位、1 位停止位、无校验。

（3）波特率。可选 9600 b/s、19200 b/s、38400 b/s、125 kb/s，默认 9600 b/s。

（4）通信地址。从机本机地址设置范围 2～126，127 号为广播地址（主机广播时从机不允许应答）。

（5）通信方式。上位机为主机、变频器为从机，采用主机“轮询”、从机“应答”方式。

（6）协议类型。采用长短帧结构：短帧用于独立传送自动控制系统所需控制字与状态字；长帧既含控制字、状态字，又含涉及操作控制、观测、维护及诊断的内容（受变频器自身功能限制）；特殊报文用于获取从站软件版本与机器型号。

（7）TD3000 参数设置。用通信方式控制变频器时，应对通信数据格式、波特率、通信地址等进行设置。参数设置：F0.03=6（频率设定选择“通信给定”）；F0.05=2（运行命令选择“通信控制”）；F9.00=3（串行通信波特率设为 9600 b/s）；F9.01=0（数据格式为“N,8,1”，即 1 起始位、8 数据位、1 停止位、无校验）；F9.02=2（本机地址设 2 号从机）。

3. 数据帧结构描述

数据帧结构为帧头、用户数据、帧尾，见表7-4。

表7-4 数据帧结构

帧头包括起始字节（特殊报文 68H、短帧 7EH、长帧 02H）与从机地址（范围 2～126，127 为广播地址，0、1 号地址保留）。帧尾包括校验数据（异或校验，为本帧数据字节的连续异或结果）。用户数据包括参数数据与过程数据（短帧中无参数数据）：参数数据含功能码操作命令/响应、功能码号、功能码设定/实际值；过程数据含主机控制命令/从机状态响应、主机运行主设定/从机运行实际值。主机发送时为“命令”或“设定值”（如开机、关机、正反转、频率设置、参数读取）；从机（变频器）发送时为对主机命令的“响应”或工作状态、参数“实际值”反馈。数据遵循先发高字节、再发低字节原则；若功能码操作不正确，用低字节返回操作错误代码、高字节为 0。

变频器运行控制既可用长帧也可用短帧实现，仅以长帧为例，其帧格式如图7-5 所示。

图7-5 变频器的运行控制长帧格式

4. 监控界面

图7-6 人机界面

图7-6 为监控系统主控制界面，对 TD3000 的开机、关机、正转、反转、点动正转、点动反转、自由停车、紧急停车、故障复位等控制，通过点击窗口相应运行控制按钮实现；点击“运行参数”按钮可进入运行参数监控界面，实时监视运行频率、设定频率、运行转速、设定转速、输出电流、输出电压、闭环反馈、闭环设定、变频器当前状态等。

基于 RS485 总线的计算机对变频器通信，实现上位机对多台变频器控制与实时监控。通信中应注意：①实际运行中长帧与短帧发送有时不能同时发送，因变频器对指令处理时间与所设波特率不协调、不能辨认数据帧，此时可改变波特率使之协调；②两个通信帧之间要保证有 2 个字节以上传输时间的间隔，确保准确识别报文头；③读取参数时可能出现返回数据不能稳定固定在某范围、返回错误数据，这是发送数据与接收数据间隔设置不当、变频器尚未正确处理完数据就读出错误数据引起；④使用 MSComm 控件时不能以数字串形式直接发送，而要按字节形式发送，接收时用二进制形式取回数据，否则通信不能成功。