項目9變頻器的電機控制

項目內(nèi)容項目導入項目分析相關知識項目實施三、相關知識一、RS485基礎知識RS485采用半雙工工作方式，支持多點數(shù)據(jù)通信。RS485總線網(wǎng)絡拓撲一般采用終端電阻匹配的總線型結構。即采用手拉手總線將各個節(jié)點串接起來，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡。RS485總線由一個主機和若干個從機構成，可實現(xiàn)多機通信。多機通信時主機可以與任何一個從機直接通信，從機之間不能直接通信。從機之間的通信需要主機進行數(shù)據(jù)轉換。RS485標準是為彌補RS232通信距離短、速率低等缺點而產(chǎn)生的。RS-485標準只規(guī)定了平衡發(fā)送器和接收器的電特性，而沒有規(guī)定接插件、傳輸電纜和應用層通信協(xié)議。ModBusRTU通信協(xié)議詳解三、相關知識二、MODBUS協(xié)議簡介MODBUS協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡和其它設備之間可以通信。它已經(jīng)成為通用工業(yè)標準。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡，進行集中監(jiān)控。

當在MODBUS網(wǎng)絡上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器需要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用MODBUS協(xié)議發(fā)出。三、相關知識1.MODBUS協(xié)議特點（1）標準、開放

用戶可以免費、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產(chǎn)權。（2）Modbus可以支持多種電氣接口如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。（3）Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂用戶使用容易，廠商開發(fā)簡單。三、相關知識2.ModBus網(wǎng)絡傳輸標準的Modbus接口是使用RS-232-C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器通信使用主-從技術，即僅設備(主設備)能初始化傳輸(查詢)。其它設備(從設備)根據(jù)主設備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應反應。主設備既可以單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢，則不作任何回應。Modbus協(xié)議建立了主設備查詢的格式:設備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯誤檢測域。三、相關知識3、

ModBus傳輸方式在ModBus系統(tǒng)中有2種傳輸模式可選擇。這2種傳輸模式與從機通信的能力是同等的。選擇時應視所用ModBus主機而定，每個ModBus系統(tǒng)只能使用一種模式，不允許2種模式混用。一種模式是ASCII(美國信息交換碼)，另一種模式是RTU(遠程終端設備)。用戶選擇想要的模式，包括串口通信參數(shù)(波特率、校驗方式等)，在配置每個控制器的時候，在一個Modbus網(wǎng)絡上的所有設備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。三、相關知識4.ModBusRTU模式使用RTU模式，發(fā)送每幀消息之前至少要有3.5（T1-T2-T3-T4）個字節(jié)時間的停頓。傳輸?shù)牡谝粋€域是設備地址?？梢允褂玫膫鬏斪址鞘M制的0...9,A...F。網(wǎng)絡上的設備不斷偵測網(wǎng)絡總線，當接收到地址域時，每個從設備都進行解碼以判斷是否發(fā)給自己。在最后一個傳輸字節(jié)之后，應至少停頓3.5（T1-T2-T3-T4）個字節(jié)時間，一個新的消息必須在此停頓后再開始。三、相關知識起始位設備地址功能代碼數(shù)據(jù)CRC效驗結束符T1-T2-T3-T41個字節(jié)1個字節(jié)n個字節(jié)2個字節(jié)T1-T2-T3-T46.字節(jié)通信格式每一個通信字節(jié)都有相應對應的傳送格式，起始位一般1～1.5位，數(shù)據(jù)位位8位，就校驗位1位。具體格式如下的通信傳送方式定義也與MODBUSRTU通信規(guī)約相兼容：其中奇偶校驗位有些系統(tǒng)沒有，可根據(jù)實際情況而定。5.ModBusRTU模式通信幀格式：三、相關知識7.RTU通信幀結構：當通信命令發(fā)送至從機時，符合相應地址碼的設備接收通信命令，并除去地址碼，讀取信息，如果沒有出錯，則執(zhí)行相應的任務；然后把執(zhí)行結果返送給發(fā)送者。返送的信息中包括地址碼、執(zhí)行動作的功能碼、執(zhí)行動作后結果的數(shù)據(jù)以及錯誤校驗碼。如果出錯就不發(fā)送任何信息。信息幀結構：三、相關知識8.Modbus報文RTU幀由發(fā)送設備將Modbus報文構造為帶有已知起始和結束標記的幀。這使設備可以在報文的開始接收新幀，并且知道何時報文結束。不完整的報文必須能夠被檢測到而錯誤標志必須作為結果被設置。在RTU模式，報文幀由時長至少為3.5個字符時間的空閑間隔區(qū)分。在后續(xù)的部分，這個時間區(qū)間被稱作t3.5。三、相關知識三、ModBusRTU通信幀詳解

注意：下面舉例中，沒有添加CRC錯誤檢驗碼。在實際通信中，不論請求還是響應，后面需要添加兩個字節(jié)的CRC校驗。1.讀線圈狀態(tài)協(xié)議格式（功能碼01）（1）功能功能：一次讀取從站（遠程設備）數(shù)量不超過2000個連續(xù)線圈的狀態(tài)數(shù)值；讀取采用起始地址+線圈數(shù)量的方式；（2）操作方式操作方式：位操作；三、相關知識（3）說明說明：Modbus1號線圈的地址為0，2號線圈的地址為1，以此類推；地址編號占用兩個字節(jié)；假設要讀取1500～2200號線圈的值，其寄存器地址范圍為：1499～2100；（4）發(fā)送指令發(fā)送指令格式：從站地址+功能碼+線圈起始地址+讀取線圈的數(shù)量+校驗碼假設從站地址為0x03，要讀取編號從33～42的10個連續(xù)線圈的狀態(tài)值，其寄存器地址范圍為：0x0020～0x0029，則發(fā)送指令下圖所示：三、相關知識（5）應答格式應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+返回字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)值+校驗碼其中，線圈的狀態(tài)以位的形式返回。狀態(tài)為ON時，其值為1；狀態(tài)為OFF時，其值為0；數(shù)據(jù)以小端（LittleEndian）的形式進行組織。即先存放LSB（最低權重位），再存放MSB。每8個位組成一個字節(jié)，當線圈的數(shù)量不是8的倍數(shù)時，剩余的位數(shù)添0補位。本例程讀取10個線圈，10/8商1余2，因此需要2個字節(jié)存放應答數(shù)據(jù)。字節(jié)1存放線圈編號33~40的數(shù)值（小端字節(jié)序，線圈40的值存放在bit7，線圈33的值存放在bit0）；字節(jié)2存放線圈編號41~42的數(shù)值，剩余位數(shù)添0補位；三、相關知識假設線圈狀態(tài)及數(shù)值如下面兩張圖所示：則，應答字節(jié)1的值為：11001011=0xCB；應答字節(jié)2的值為：10=0x02應答消息幀下圖所示：三、相關知識3.讀保持寄存器（功能碼03）（1）功能功能：一次讀取從站（遠程設備）數(shù)量不超過125個連續(xù)保持寄存器的值；讀取采用起始地址+保持寄存器數(shù)量的方式；（2）操作方式操作方式：字操作；（3）說明保持寄存器地址編號從0開始,占用兩個字節(jié)；三、相關知識（4）發(fā)送指令發(fā)送指令格式：從站地址+功能碼+保存寄存器起始地址+讀取寄存器的數(shù)量+校驗碼假設要讀取從站地址為0x01的起始地址從0x0032開始連續(xù)讀2個讀保持寄存器的數(shù)值，則發(fā)送指令如下圖所示：三、相關知識5)應答數(shù)據(jù)：應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+返回字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)值+校驗碼假設從站地址為0x01的起始地址從0x0032開始存放的數(shù)據(jù)如下表假設應答字節(jié)1的數(shù)據(jù)如下圖所示：三、相關知識4.讀輸入寄存器（功能碼04）（1）功能功能：一次讀取從站（遠程設備）數(shù)量不超過125個連續(xù)輸入寄存器的值；讀取采用起始地址+輸入寄存器數(shù)量的方式；（2）發(fā)送指令示例發(fā)送指令格式：從站地址+功能碼+輸入寄存器起始地址+輸入寄存器的數(shù)量+校驗碼示例同03的讀保持寄存器；（3）應答數(shù)據(jù)包括應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+返回字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)值+校驗碼示例同03的讀保持寄存器；三、相關知識5.強置單個線圈（功能碼05）（1）功能寫單個線圈，只能寫一個線圈（1～2000號線圈中的一個），寫0xff00表示設置線圈狀態(tài)為ON，寫0x0000表示設置線圈狀態(tài)為OFF，讀取采用線圈地址+命令的方式；功能：讀取從站（遠程設備）的1~2000個連續(xù)線圈的狀態(tài)數(shù)值；采用起始地址+線圈數(shù)量的方式；（2）操作方式操作方式：位操作；（3）說明Modbus1號線圈的地址為0，2號線圈的地址為1，以此類推；假設要寫10號線圈的值，其寄存器地址范圍為：9；三、相關知識（4）發(fā)送指令發(fā)送指令格式：從站地址+功能碼+線圈地址+命令+校驗碼命令為0XFF00表示強置該線圈的狀態(tài)為ON，0x0000表示強置線圈狀態(tài)為OFF例如：將從機地址為0x01（遠程設備）中線圈地址為0x0032的線圈狀態(tài)為ON則發(fā)送指令如下圖所示：（5）應答數(shù)據(jù)包括應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+寫線圈地址+命令+校驗碼與發(fā)送的指令完全一致三、相關知識6.預置單個保持寄存器（功能碼06）（1）功能寫單個保持寄存器，采用寄存器始地址+數(shù)量據(jù)的方式；（2）操作方式操作方式：字操作；（3）說明保持持寄存器的地址從0開始，占用兩個字節(jié)。三、相關知識（4）發(fā)送指令發(fā)送指令格式：從站地址+功能碼+保持寄存器地址+需要預置的數(shù)據(jù)值+校驗碼例如：將從機地址為0X01中地址為0x0032的保持寄存器中的值預置為0x1232，則需要發(fā)送的數(shù)據(jù)格式如下圖所示。（5）應答數(shù)據(jù)包括：應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+保持寄存器地址+需要預置的數(shù)據(jù)值+校驗碼。與發(fā)送的指令完全一致。三、相關知識7.強置多個線圈（功能碼0F）（1）描述寫多個線圈寄存器。若數(shù)據(jù)區(qū)的某位值為“1”表示被請求的相應線圈狀態(tài)為ON，若某位值為“0”，則為狀態(tài)為OFF。采用起始地址+線圈數(shù)量+字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)的方式；（2）操作方式操作方式：位操作；（3）說明線圈的地址從0開始，占用兩個字節(jié)。三、相關知識（4）發(fā)送指令發(fā)送指令格式從站地址+功能碼+線圈起始地址+線圈的數(shù)量+字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)+校驗碼例如：需要強置從機地址為0X01中起始地址為為0x04a5的13個線圈的狀態(tài)，則需要發(fā)送的數(shù)據(jù)格式如下圖所示。其中DATA1為0x0c，表示強置的線圈狀態(tài)如下圖所示。三、相關知識其中DATA2為0x02，表示強置的線圈狀態(tài)如下圖所示。5)應答數(shù)據(jù)包括：應答數(shù)據(jù)包括：從站地址+功能碼+線圈起始地址+校驗碼三、相關知識8.預置多個保持寄存器（功能碼10）（1）功能寫多個保持寄存器，采用寄存器始地址+寄存器數(shù)量+字節(jié)數(shù)+數(shù)據(jù)的方式（