MMV 变频器通信采用半双工方式,故微处理器串行通信接口选用半双工电平转换芯片(TTL→RS-485)、采用 MAXIM 公司 MAX485。选择通信波特率时在通信可靠前提下选得越高实时性越好、但对微处理器系统要求越高。硬件接口原理图如图4-25 所示。
图4-25 通信接口电路原理图
MMV 变频器采用 Siemens USS 通信协议(西门子所有传动产品通用协议)。USS 总线上每个传动装置都有一个从站号、通过串行接口的 USS 总线最多可接 30 台变频器。微处理器与变频器通信中始终由微处理器发送报文、变频器接收报文并发送反馈报文、但不能主动向微处理器发送报文。根据两种操作有 2 种通信过程:写操作(微处理器向变频器写参数、控制运行)过程为微处理器发报文→变频器接收报文→变频器发反馈报文→微处理器接收报报文;读操作(微处理器从变频器读出参数、监视状态)报文中相关参数为所查询变频器运行参数、主要是运行频率、旋转方向、电机转速、故障状态、电机电流值等。
MMV 通信所有数据报文由 14 个字节组成、用十六进制表示,每个数据报文都是标准异步报文格式、包括 1 个起始位、8 个数据位、一个偶校验位和一个停止位。微处理器到变频器报文格式为:STX、LGE、ADR、PKE、IND、VAL、STW、HSW、BCC。STX 为报文首字节、单字节、值 02H;LGE 为报文长度、单字节、值 0CH;ADR 为变频器地址、单字节;PKE 控制变频器参数设置、双字节;IND 在 MMV 中不用、双字节、设为 0;VAL 为 PKE 中参数所设置值、双字节;STW 为变频器控制字、控制变频器运行、双字节;HSW 设置变频器运行频率、通过系统参数 P095 设置、可值 4000H 代表 100%、也可代表实际频率值、双字节;BCC 为报文校验值、由前面所有字节异或构成、单字节。
STW 控制字结构如图4-26 所示,其中位 13、14、15 未使用、设为 0。
图4-26 STW 控制字的结构
变频器到微处理器报文格式中 ZSW 为变频器当前状态、双字节;HIW 为变频器输出频率、双字节,其余同微处理器到变频器报文格式定义。ZSW 结构如图4-27 所示,其中位 8 未使用总返回 1、位 13、14、15 未使用总返回 0。
图4-27 ZSW 变频器状态字结构图
微处理器发送报文后若超过时间(1.5×11×14/波特率)未收到应答报文、则说明变频器未收到报文、应再次重发该报文。微处理器与变频器通信时微处理器始终处于主动地位,软件要实现 2 个功能即设置变频器运行参数与读取运行状态参数,功能模块有:通信初始化、变频器故障复位、变频器关断、减速停车、立即停车、快速制动停车、按设置频率方向运行等。程序主要由发送报文与接收报文子程序组成,报文初始化后每个功能模块只改变相应报文参数、调用发送报文子程序 SendMessage 实现相应功能;变频器参数读取为先发送参数查询程序 SPWMQuery(int PKE1; int PKE2)、等待 10 ms 后查询接收变频器发送来的报文。变频器通信流程图如图4-28 所示。
图4-28 变频器通信流程图