[发明专利]基于RS485串行通讯网络的多台异种变频器控制方法

说明书

技术领域

本发明属于变频器控制领域，特别涉及通过串行通讯网络同时控制多台不同种类变频器的方法。

背景技术

不同厂家生产的变频器一般都具有“就地面板”、“I/O端子”和“串行通讯”等三种控制方式。“就地面板”控制方式只适用于变频器就地操作应用，“I/O端子”和“串行通讯”控制方式可适用于变频器远程控制应用。“串行通讯”控制方式只使用一根屏蔽双绞电缆即可实现对变频器的远程启动、停止和加减转速等操作，与“I/O端子”控制方式相比，其一方面可节省控制器侧昂贵的I/O通道硬件费用；另一方面，因使用全数字量信号，可大大提高控制精度。

在日常应用中，一般由控制器(计算机或PLC等可编程装置)与单台或多台同种变频器组成“一对一”或“一对多”的串行通讯控制网络，其中，控制器作为主站，变频器作为从站。根据变频器通讯协议规定，主从站之间通过数据帧交互来完成变频器启停或加减转速等操作，或采集变频器运行状态或电流等数据，满足实际应用需要。

由于各个厂家生产的变频器所支持的通讯协议不尽相同，因此，当现场配置的变频器为多个生产厂家的产品时，通过上述常规串行通讯方式来完成变频器的启停或加减转速等操作变得较为麻烦甚至无法实现。

常规的变频器串行通讯控制方法存在以下缺陷：

第一、控制器需为每种变频器配备一个独立通讯接口并与该种变频器(一台或多台)组成控制网络，一方面，随着通讯接口数量的增加，新增的硬件成本费用相当可观；另一方面，某些控制器通讯接口数量有限，无法进行扩充。

第二、控制器内需为每种变频器独立定制各自的串行通讯驱动程序，当变频器种类较多时，驱动程序将耗费较多的内存空间，增加控制器CPU的运算时间。

第三、控制器与变频器之间的通讯访问机制采用轮询或定时访问方式，当变频器种类和数量较多时，将出现变频器启停或加减转速操作命令响应不及时的现象，系统实时性较差。

第四：控制器没有通讯事件记忆功能，一般不支持并发操作。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术方案的不足之处，提出一种基于RS485串行通讯网络的多台异种变频器实时控制的实现方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的基于RS485串行通讯网络的多台异种变频器实时控制的方法，将变频器串行通讯协议抽象为串口通讯类，将串口通讯类的公有方法抽象为传送模式状态机和主站收发管理状态机等两个模型，将串口通讯对象的私有方法抽象为协议数据处理函数模型；采用以通讯任务准备表为核心的通讯调度管理，动态管理多台变频器的通讯任务，提高串行通讯控制网络的实时性和可靠性。

其中，变频器通讯协议实现包括：

(1-1)传送模式状态机模型：控制器(主站)上电后完成通讯端口初始化工作并开放串口数据接收中断，开始进行通讯帧同步过程，如果在3.5毫秒的时间内未接收到任何字符，帧同步过程结束，传送模式状态机进入空闲状态；如果在3.5毫秒内接收到任何变频器发送的任何字符，3.5毫秒定时器将重新开始计时，直到3.5毫秒定时器超时后，帧同步过程结束，传送模式状态机进入空闲状态。此时，如果主站收发管理状态机将“发送请求”标志位置位后，传送模式状态机将开始缓冲区数据发送工作，发送工作结束后，传送模式状态机将重新进入空闲状态，等待从网络上接收数据，从接收到第一个字符起，每接收到一个字符，1.5毫秒定时器将重新开始计时，如果在接收到的两个字符之间，出现1.5毫秒定时器超时，传送模式状态机将置位“字符间隔超时”标志位，如果1.5毫秒定时器超时后，又出现2毫秒定时器超时，传送模式状态机将认为接收过程结束，并置位“接收完成”标志位。

(1-2)主站收发管理状态机模型：控制器(主站)上电后完成主站收发管理状态机初始化工作并进入空闲状态，根据通讯调度管理程序运行结果(子站地址，协议类型，信息类型，信息数值)的要求置位“发送请求”标志位，当传送模式状态机置位“发送完成”标志位后，主站收发管理状态机进入等待响应状态，如果“接收完成”标志位置位，主站收发管理状态机进入数据处理状态，如果发生响应数据帧接收超时或接收到的数据帧存在错误，主站收发管理状态机进入错误处理状态。当主站收发状态机处于空闲状态、响应帧处理状态和错误处理状态时，需要根据子站地址，协议类型，信息类型，信息数值调用协议数据处理函数模型子程序。