[發明專利]基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器控制方法

無效

• 申請號: 201210046460.9
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102541038A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉波;魏霞;呂中平;宋偉;羅雪芳;卓華;李梅
• 申請（專利權）人: 華電新疆發電有限公司烏魯木齊熱電廠;新疆大學;新疆維吾爾自治區計量測試研究院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L12/40
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器控制方法，其特征在于：將變頻器串行通訊協議抽象為串口通訊類，將串口通訊類的公有方法抽象為傳送模式狀態機和主站收發管理狀態機等兩個模型，將串口通訊對象的私有方法抽象為協議數據處理函數模型；采用以通訊任務準備表為核心的通訊調度管理，動態管理多臺變頻器的通訊任務，提高串行通訊控制網絡的實時性和可靠性。

2.根據權利1所述的一種基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器控制方法，其特征在于：將變頻器串行通訊協議抽象為串口通訊類，將串口通訊類的公有方法抽象為傳送模式狀態機和和主站收發管理狀態機等兩個模型，將串口通訊對象的私有方法抽象為協議數據處理函數模型，其步驟如下：

(1-1)傳送模式狀態機模型：控制器(主站)上電后完成通訊端口初始化工作并開放串口數據接收中斷，開始進行通訊幀同步過程，如果在3.5毫秒的時間內未接收到任何字符，幀同步過程結束，傳送模式狀態機進入空閑狀態；如果在3.5毫秒內接收到任何變頻器發送的任何字符，3.5毫秒定時器將重新開始計時，直到3.5毫秒定時器超時后，幀同步過程結束，傳送模式狀態機進入空閑狀態。此時，如果主站收發管理狀態機將“發送請求”標志位置位后，傳送模式狀態機將開始緩沖區數據發送工作，發送工作結束后，傳送模式狀態機將重新進入空閑狀態，等待從網絡上接收數據，從接收到第一個字符起，每接收到一個字符，1.5毫秒定時器將重新開始計時，如果在接收到的兩個字符之間，出現1.5毫秒定時器超時，傳送模式狀態機將置位“字符間隔超時”標志位，如果1.5毫秒定時器超時后，又出現2毫秒定時器超時，傳送模式狀態機將認為接收過程結束，并置位“接收完成”標志位。

(1-2)主站收發管理狀態機模型：控制器(主站)上電后完成主站收發管理狀態機初始化工作并進入空閑狀態，根據通訊調度管理程序運行結果(子站地址，協議類型，信息類型，信息數值)的要求置位“發送請求”標志位，當傳送模式狀態機置位“發送完成”標志位后，主站收發管理狀態機進入等待響應狀態，如果“接收完成”標志位置位，主站收發管理狀態機進入數據處理狀態，如果發生響應數據幀接收超時或接收到的數據幀存在錯誤，主站收發管理狀態機進入錯誤處理狀態。當主站收發狀態機處于空閑狀態、響應幀處理狀態和錯誤處理狀態時，需要根據子站地址，協議類型，信息類型，信息數值調用協議數據處理函數模型子程序。

(1-3)協議數據處理函數模型：將每種變頻器通訊協議的數據處理分為三個部分，第一部分用來形成主站命令幀，第二部分進行響應幀數據處理，第三部分進行各種錯誤處理。為了便于控制器(計算機或PLC等可編程裝置)的實現，可將上述三部分功能用一個函數實現，在函數內部通過判斷標志位(代表主站收發管理狀態機的具體狀態)轉移到不同的程序段，程序段返回時統一返回到返回指令，結束函數調用過程。

對于各種不同的變頻器通訊協議，控制器通過連續執行傳送模式狀態機和主站收發管理狀態機實現串行通訊數據鏈路層和應用層的各種管理機制，主站收發管理狀態機根據通訊調度管理程序運行結果(子站地址，協議類型，信息類型，信息數值)得到此時需要調用的變頻器協議數據處理函數模型。傳送模式狀態機和主站收發管理狀態機之間通過各種標志位完成信息交互和事件同步。

3.根據權利1、2所述的一種基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器控制方法，其特征在于：采用以通訊任務準備表為核心的通訊調度管理，動態管理多臺變頻器的通訊任務，提高串行通訊控制網絡的實時性和可靠性，其步驟如下：

(2-1)根據“串行通訊”控制方式下，通訊幀對于實時性的不同要求，將變頻器的控制信息分為五類，第一類是控制命令，如變頻器啟動、停止命令，其信號性質為開關量；第二類是控制指令，如變頻器轉速或頻率設定值，其信號性質為模擬量；第三類是狀態反饋，如啟動、停止或失電狀態，其信號性質為開關量；第四類是運行參數，如電機電流、轉速等，其信號性質為模擬量；第五類是故障信息，如變頻器過熱等，其信號性質為開關量?！按型ㄓ崱笨刂品绞较拢ㄓ崕瑢ι鲜鑫孱愋畔崟r性的要求由高到低的順序為：第一類＞第二類＞第五類＞第三類＞第四類。

(2-2)構建通訊任務準備表。CommRdyByte0～CommRdyByte7代表控制器內存單元的8個字節，每個字節由Bit0～Bit7等8個二進制位組成，如果某個二進制位為“1”，表示具有通訊任務，如果為“0”，表示無通訊任務，因此，8個字節共計64個二進制位表示64個通訊任務，同時，規定CommRdyByte0字節的Bit0位所代表的通訊任務優先級最高，CommRdyByte7字節的Bit7位所代表的通訊任務優先級最低，其他位所代表的通訊任務優先級依次由高到低排列。在實際分配中，將CommRdyByte0的Bit0，1位保留用作功能擴展用，其他62位可用來表示62個變頻器通訊任務，(2-1)中將變頻器控制信息分為5類，因此，每臺變頻器的每類控制信息通訊任務用1個二進制位表示，因此，通訊任務準備表最多可以管理12臺變頻器(共計60個通訊任務)。

CommRdyByte8字節為CommRdyByte0～CommRdyByte7的字節索引，其含義為當CommRdyByte0的Bit0～Bit7等8個數據位中的任何一位為“1”，CommRdyByte8字節的Bit0位為“1”，否則為“0”，以此類推，當CommRdyByte7的Bit0～Bit7等8個數據位中的任何一位為“1”，CommRdyByte8字節的Bit7為“1”，否則為“0”，CommRdyByte8字節主要用來搜索優先級最高的通訊任務。

(2-3)變頻器通訊任務優先級分配原則：考慮到變頻器五類控制信息對于通訊實時性的要求不同，在通訊任務優先級分配上，第一類控制命令通訊任務被分配的優先級為2～13，占用CommRdyByte0字節的Bit2～Bit7和CommRdyByte1字節的Bit0～Bit5；第二類控制指令通訊任務被分配的優先級為14～25，占用CommRdyByte1字節的Bit6～Bit7、CommRdyByte2字節的Bit0～Bit7和CommRdyByte3字節的Bit0～Bit1；第三類狀態反饋通訊任務被分配的優先級為38～49，占用CommRdyByte4字節的Bit6～Bit7、CommRdyByte5字節的Bit0～Bit7和CommRdyByte6字節的Bit0～Bit1；第四類運行參數通訊任務被分配的優先級為50～61，占用CommRdyByte6字節的Bit2～Bit7和CommRdyByte7字節的Bit0～Bit5；第五類故障信息通訊任務被分配的優先級為26～37，占用CommRdyByte3字節的Bit2～Bit7、CommRdyByte4字節的Bit0～Bit5。

(2-4)通訊任務準備表各二進制位置位原則：當變頻器控制命令、控制指令發生變化時，將對應通訊任務優先級的二進制位置“1”；當通訊任務準備表沒有就緒通訊任務時，將變頻器狀態反饋和運行參數通訊任務對應優先級的二進制位置“1”；當變頻器狀態反饋顯示變頻器故障時，將變頻器故障信息通訊任務對應優先級的二進制位置“1”，以便及時查詢變頻器故障的詳細原因。

(2-5)通訊任務準備表的操作：共計三種操作，第一種操作為任務入棧，即將某個優先級對應的通訊任務準備表中的二進制位置位，置位原則見(2-4)；第二種操作為任務出棧，即查詢通訊任務準備表，得到表中目前優先級最高的通訊任務；第三種操作為通訊任務優先級對應二進制位復位操作，即將某個優先級對應的通訊任務準備表中的二進制位復位。