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周捷(南京東南大學儀器科學與工程系) 程春玲(南京郵電學院信息所)<BR> <BR> 摘 要:MicroMaster變頻器的RS-485通信協(xié)議,利用VC5.0中的ActiveX控件MSCOMM通信控件實現(xiàn)了Windows95下單臺微機與多臺變頻器的串行通信控制,并能實時檢測各變頻器的運行狀態(tài)。<BR> <BR> 關鍵詞:工控PC機 ActiveX控件 RS-485通信協(xié)議 變頻器控制<BR> <BR> 工業(yè)場合中,經常要用變頻器去控制交流電機的轉速、轉向。在某些場合,需要用1臺工控PC機靈活地控制多臺變頻器,以達到控制各交流電機的目的。針對這一需要,一些公司(如德國西門子、日本東芝、三菱等公司)推出了帶有RS-485通信接口的變頻器,使用戶能方便靈活地選擇變頻器的強大功能來設計各自的工業(yè)控制系統(tǒng)。<BR> 在Windows95下開發(fā)工控軟件,可利用Windows95的豐富資源,方便地生成各種菜單及美觀大方的圖形界面,軟件產品質量高且開發(fā)周期短。Visual C++5.0是Microsoft公司最新推出功能最強的Windows開發(fā)軟件,由于只能在Win95下運行開發(fā)32位的應用程序,而在Windows環(huán)境下,系統(tǒng)完全接管了各種硬件資源,不允許用戶直接控制串行口的中斷管理,因此如何在Windows環(huán)境下開發(fā)微機的底層資源,已成為當今工業(yè)控制軟件的一大熱點及難點。<BR> 本文利用VC5.0的ActiveX控件——Microsoft Communication控件,方便地實現(xiàn)了Win95環(huán)境下與多個西門子MicroMaster變頻器的串行通信接口,成功地實現(xiàn)了用單臺工控PC機對多臺交流異步電機的靈活控制。<BR> <BR> 一、系統(tǒng)的總體設計<BR> <BR> 圖1為系統(tǒng)的總體設計方框圖,這里只重點突出工控PC機與變頻器RS-485的接口部分。RS-485的驅動器可帶32個接收器,在波特率為100Kb/s時,通信距離可達到1200m;通信距離為15m時,波特率可達10Mb/s。在工業(yè)現(xiàn)場,RS-485是應用較多的一種通信方式。圖中工控PC機通過485通信接口卡與多個變頻器相連接,最多可達到32臺。每個變頻器被賦予各自的地址碼用以識別身份,這樣上位機便能通過485通信線對掛在上面的所有變頻器進行控制操作。<BR> </P><P> </P><P> <BR> 二、變頻器的串口通信協(xié)議<BR> <BR> 對于西門子的MicroMaster變頻器,其通信方式為RS-485,波特率最高可達到19200b/s;1位起始位;8位數(shù)據位;1位偶校驗;1位停止位。變頻器接收控制的通信協(xié)議如下:<BR> </P><P> </P><P> 與上位機向變頻器發(fā)送的控制字相比,變頻器回送的狀態(tài)字只是以ZSW代替了STW,HIW代替了HSW,其余的字的含義是一樣的。ZSW是16位的狀態(tài)字來指示變頻器的當前運行狀態(tài),各位的具體含義見說明書;HIW也是16位的字代表變頻器的輸出頻率,其定義與HSW是一樣的。<BR> 因此,對于變頻器能通過面板按鍵設置的功能,通過以上的通信協(xié)議也一樣能實現(xiàn)。并且通過RS-485通信線最多能同時控制32臺變頻器,同時各變頻器的運行狀態(tài)也能實時地回送給上位機,這就大大方便了用戶,增加了控制系統(tǒng)的靈活性。 <BR> <BR> 三、Visual C++5.0下對變頻器進行串行通信控制<BR> <BR> 1、ActiveX控件Microsoft Comm Control 5.0<BR> <BR> 在Windows環(huán)境下,操作系統(tǒng)完全接管了各種硬件資源,不允許用戶直接控制串行口的中斷管理。以往程序員只能通過數(shù)目眾多的API函數(shù)來控制串口。<BR> VC5.0下提供了1個ActiveX控件Microsoft Communication Control 5.0,簡稱MSComm控件。用戶可以在自己的應用程序中嵌入MSComm控件,利用它可以方便地進行計算機串口的通信管理。VC5.0中的ActiveX控件MSComm與VC4.0中的OLE通信控件相比,增加了一些新的功能,其中最為有用的1個改進是將Input(從緩沖區(qū)讀取接收數(shù)據)的數(shù)據類型從CString改成Variant,同時新增1個屬性InputMode,使程序能方便地選擇從緩沖區(qū)讀取數(shù)據的格式:字符串格式或2進制格式。<BR> 在VC5.0開發(fā)環(huán)境中,選擇Microsoft Communication Control 5.0控件插入程序,則系統(tǒng)自動為所插入的控件定義1個CMSComm類,與其相關的文件保存在mscomm.h和mscomm.cpp文件中。確認以上菜單選擇后,則MSComm控件已嵌入到項目文件中。<BR> MSComm控件有許多屬性,其中一些重要的屬性如下:<BR> CommPort:設置串口號,類型:short;<BR> Settings:設置串口通信參數(shù),類型:CString;<BR> PortOpen:設置或返回通信口的狀態(tài),類型:BOOL;<BR> InputMode:設置從緩沖區(qū)讀取數(shù)據的格式,類型:long;<BR> Input:從接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據,類型:VARIANT;<BR> Output:向發(fā)送緩沖區(qū)寫入數(shù)據,類型:VARIANT;<BR> InBufferSize:接收緩沖區(qū)的大小,類型:short;<BR> InBufferCount:接收緩沖區(qū)的字節(jié)數(shù),類型:short;<BR> OutBufferSize:發(fā)送緩沖區(qū)的大小,類型:short;<BR> OutBufferCount:發(fā)送緩沖區(qū)中的字節(jié)數(shù),類型:short;<BR> InputLen:設置或返回Input每次讀出的字節(jié)數(shù),類型:short;<BR> CommEvent:串口事件,類型:short。<BR> 其中串口號(CommPort)設置為1、2等表示COMM1、COMM2。參數(shù)設置(Settings)的格式為“B,P,D,S”,B表示波特率,P表示奇偶校驗(N-無校驗,E-偶校驗,O-奇校驗),D表示字節(jié)有效位數(shù),S表示停止位數(shù)。串口狀態(tài)(PortOpen)為BOOL變量,TRUE表示打開串口,F(xiàn)ALSE表示關閉串口。InputMode使程序能方便地選擇從緩沖區(qū)讀取數(shù)據的格式,設置為0時字符串格式,設置為1時表示2進制格式。InputLen設置或返回的是用Input從緩沖區(qū)讀字符串時每次讀出的字符個數(shù),這個性質對于讀出數(shù)據塊中定長數(shù)據串非常有用。<BR> 另外,MSComm控件提供了2種方法來處理串口通信,上面屬性的InBufferCount和OutBufferCount用于串口的查詢方式。對于較復雜的通信任務,可通過SetCommEvent()函數(shù)設置串口要響應的事件,當相應事件或串口錯誤事件發(fā)生時,系統(tǒng)會激活OnComm()事件,在OnComm()中添加用戶的處理代碼,則可實現(xiàn)類似DOS中斷的串口處理程序。<BR> <BR> 2、變頻器串口通信控制檢測軟件的編制<BR> <BR> 在項目文件嵌入MSComm控件的頭文件mscomm.h及實現(xiàn)文件mscomm.cpp之后,為了用該控件控制1個串口進行通信操作,還必須在應用程序中插入該控件。為此,我們?yōu)槌绦虻哪硞對話框插入MSComm控件,控件ID為IDC_MSCOMM1,并利用Class Wizard為其添加變量CCMSComm m_Coml,則程序中對串口的各種操作都可通過變量m_Coml來實現(xiàn)。<BR> MicroMaster變頻器回送的狀態(tài)信息1幀為14B。為此,程序編制上采用事件驅動的通信方式,串口每接收14個字符便激活1個OnComm()事件,在OnComm()消息處理函數(shù)中加入相應的處理代碼,用來讀取狀態(tài)字ZSW和HIW各位的狀態(tài)參數(shù),并作出相應的處理,如顯示、報警等。下面簡要給出用事件驅動方式讀出變頻器回送狀態(tài)字的程序源代碼。設RS-485卡的口地址為工控PC機的串口4的地址,波特率為9600b/s。<BR> 串口初始化程序如下:<BR> m_Coml.SetCommPort(4); //設置串口4<BR> if(! m_Coml.GetPortOpen())<BR> m_Coml.SetPortOpen(TRUE); //打開串口<BR> m_Coml.SetSettings(″9600,e,8,1″); //串口參數(shù)設置<BR> m_Coml.SetInputMode(1); //設置Binary緩沖輸入方式<BR> m_Coml.SetRThreshold(14); //每接收1個字符時//激發(fā)OnComm()事件<BR> 工控PC機控制變頻器的參數(shù)通過類ColeVariant的構造函數(shù)來實現(xiàn),ColeVariant可以接受各種類型的數(shù)據(如字符串、整數(shù)、浮點數(shù)等)并自動將其轉換為符合VARIANT要求的數(shù)據。程序代碼如下:<BR> m_Coml.SetOutput(ColeVariant(″\x02″)); //發(fā)送起始//字符02H<BR> m_Coml.SetOutput(ColeVariant(″\x0C″)); //發(fā)送數(shù)據//長度字符0CH<BR> …… //發(fā)送其它的控制參數(shù)<BR> 對于變頻器回送的狀態(tài)信息則利用Windows的消息處理函數(shù)OnComm()進行處理。利用ClassWizard為MSComm控件IDC_MSCOMM1添加消息處理函數(shù)OnOnCommMscomm1(),在OnOnCommMscomm1()中加入處理代碼如下(最后2個語句為添加的程序代碼,其余代碼由ClassWizard自動生成):<BR> void CGpsdataDlg::OnOnCommMscomm1()<BR> {<BR> //TODO:Add your control notification handler //code here<BR> m_Coml.SetInputLen(0); //讀取串口緩沖區(qū)全//部數(shù)據<BR> VARIANT Parameter=m_Coml.GetInput(); //數(shù)據賦給VARIANT變量<BR> …… //具體程序處理代碼<BR> }<BR> 在消息處理函數(shù)OnOnCommMscomm1()中,將變頻器回送的14個狀態(tài)字每一次全部讀到VARIANT變量Parameter中,然后程序再從VARIANT類型的數(shù)組變量Parameter中分別讀取各狀態(tài)字節(jié),在屏幕上顯示、判斷并報警。<BR> 本文利用VC5.0下的ActiveX控件和MicroMaster變頻器RS-485的串行通信功能,實現(xiàn)了在Windows95環(huán)境下用單臺工控PC機控制多臺變頻器的任務,并能實時檢測各變頻器的運行狀態(tài)。整個控制系統(tǒng)靈活方便,具有很大的實用性。<BR> <A HREF=" http://www.jara.cn/tech_detail.asp?id=41" TARGET=_blank> http://www.jara.cn/tech_detail.asp?id=41</A>
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