[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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于變頻器控制領域，特別涉及通過串行通訊網絡同時控制多臺不同種類變頻器的方法。

背景技術

不同廠家生產的變頻器一般都具有“就地面板”、“I/O端子”和“串行通訊”等三種控制方式。“就地面板”控制方式只適用于變頻器就地操作應用，“I/O端子”和“串行通訊”控制方式可適用于變頻器遠程控制應用。“串行通訊”控制方式只使用一根屏蔽雙絞電纜即可實現對變頻器的遠程啟動、停止和加減轉速等操作，與“I/O端子”控制方式相比，其一方面可節省控制器側昂貴的I/O通道硬件費用；另一方面，因使用全數字量信號，可大大提高控制精度。

在日常應用中，一般由控制器(計算機或PLC等可編程裝置)與單臺或多臺同種變頻器組成“一對一”或“一對多”的串行通訊控制網絡，其中，控制器作為主站，變頻器作為從站。根據變頻器通訊協議規定，主從站之間通過數據幀交互來完成變頻器啟停或加減轉速等操作，或采集變頻器運行狀態或電流等數據，滿足實際應用需要。

由于各個廠家生產的變頻器所支持的通訊協議不盡相同，因此，當現場配置的變頻器為多個生產廠家的產品時，通過上述常規串行通訊方式來完成變頻器的啟停或加減轉速等操作變得較為麻煩甚至無法實現。

常規的變頻器串行通訊控制方法存在以下缺陷：

第一、控制器需為每種變頻器配備一個獨立通訊接口并與該種變頻器(一臺或多臺)組成控制網絡，一方面，隨著通訊接口數量的增加，新增的硬件成本費用相當可觀；另一方面，某些控制器通訊接口數量有限，無法進行擴充。

第二、控制器內需為每種變頻器獨立定制各自的串行通訊驅動程序，當變頻器種類較多時，驅動程序將耗費較多的內存空間，增加控制器CPU的運算時間。

第三、控制器與變頻器之間的通訊訪問機制采用輪詢或定時訪問方式，當變頻器種類和數量較多時，將出現變頻器啟停或加減轉速操作命令響應不及時的現象，系統實時性較差。

第四：控制器沒有通訊事件記憶功能，一般不支持并發操作。

發明內容

本發明的目的是克服已有技術方案的不足之處，提出一種基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器實時控制的實現方法。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

本發明提供的基于RS485串行通訊網絡的多臺異種變頻器實時控制的方法，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。

其中，變頻器通訊協議實現包括：

(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。