紫日ZVF9V－M型变频器与上位机的串行通信

陈华北

（华北有色工程勘察院有限公司，石家庄 050021）

0 前言

变频器作为一种交流调速仪器，以其可靠性高和抗干扰性强在工业生产中获得了日益广泛的应用。

我院购进的陀螺测斜仪及井下电视等测井设备均采用变频器来控制绞车运转速度，通过变频器自身所带的控制面板的操作来具体控制探管的升、降、启、停。

在测量作业过程中，用变频器小面板来频繁地启、停、修改频率一系列操作，使测量作业在某种程度上仍停留在手工阶段。变频器自身内嵌RS－485通信接口，国外同类测井仪器用上位机通过RS－485通信接口来控制变频器的现实，使作者对使用中的JDT－6陀螺测斜定向仪配套软件产生了重新设计的想法，并在其中嵌入上位机与变频器进行通信的模块。经过与仪器研制单位煤炭科学院建井研究所合作，设计了一款新的集成软件，命名为“陀螺测斜定向仪数据采集与处理程序”，简称为“GyroSProcess”。其中，嵌入了一个通信模块，将变频器的操作由上位机接管。并以此为基础，测量作业过程实现了自动化。

图1 变频器面板在GyroSProcess中的相应界面

下面将结合GyroSProcess通信模块开发过程，介绍紫日ZVF9V－M如何与上位机通信。

1 变频器与PC的串行通信

1.1 软硬件环境

硬件配置：PC（配备USB）一台、USB／485转换接口（型号：UT890）、ZVF9V－M0022S2变频器一台。

软件配置：WindowsXP操作系统、VB6.0中文企业版、串口调试助手软件。

图2 陀螺测斜仪PC控制绞车连接示意图

1.2 通信协议

ModBus协议是一种已广泛用于当今工业控制领域的通用通讯协议。通过此协议，控制器相互之间、或控制器经由网络和其他设备之间可以进行通信。它已经成为一通用的工业标准。

紫日ZVF9V－M变频器支持ModBus协议，任何一帧ModBus的RTU模式数据结构如下：

图3 ModBus帧信号（RTU）结构

表1 ModBus帧信号（RTU）含义

与变频器进行通信，必须设置好变频器的参数。对ZVF9F－M的设置如表2所示。因此，表2定义了变频器的地址、启、停、点动及频率设定、串行通讯参数。

上位机通过RS485向变频器发出一系列询问帧，如频率设置、正转等参数，变频器收到询问帧后发出回应帧。如果是正常回应，则在回应帧中的功能代码是询问帧的功能代码回应，如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应帧是错误的。同时数据段包含了描述此错误的信息代码。错误检测域则允许主设备确认帧内容是否可用。

表2 ZVF9F－M参数预设置

2.3 上位机与变频器的通信

GyroSProcess程序变频器通信模块中包括了正转、反转、停止、连续改变频率、读取变频器参数多项功能。指令具有较大的相似性，现列举两例进行示范。

例1：读地址为1F变频器输出频率（FD00），询问帧、回应帧格式如表3、表4所示。

表4回应帧中，第五、六字节B0B1＝1084H＝4228，表示变频器输出频率为42.28Hz。回应帧与询问帧功能代码均为03H，表明回应帧属正常回应帧。

表3 读FD00输出频率询问帧格式

表4 读FD00输出频率回应帧格式

例2：写入正转指令及按设定频率运转。

表5 写入正转及设定频率运转的询问帧格式

表6回应帧与访问帧功能代码均为10H，表明回应帧正常。运行频率为42.38Hz。

上述两例ModBus RTU模式的询问、回应过程，概述了上位机按ModBus的RTU模式装载、改变、监控变频器参数值的过程。要实现上述过程，还需通过RS485接口对变频器参数进行编程。

表6 写入正转及运行频率的回应帧格式

3 VB6.0下对变频串行通信控制

3.1 MSComm 6.0控件的设置

在GyroSProcess程序中嵌入MSComm 6.0控件，命名为RS485，其主要属性如表7所示。

表7 名为RS485的MSComm 6.0控件设置

3.1 变频器通信模块的编程

GyroSProcess中，与变频器通信界面如图4所示。界面Command控件Click事件处理大致如图5所示。

发送程序利用MSComm的OutPut属性，向其传递一个Variant型二进制字节数组来实现。图4界面“正转”按钮Click事件主要代码、两个被调用子程序代码如下：

被调用两个子程序，

图4 GyroSProcess中与变频器通信界面

5 Command控件Click事件处理流程

GyroSProcess程序正是用类似上述方式实现了上位机与变频器的通信，使变频器具有智能化功能，成为钻孔弯曲测量作业自动化过程的关键因素。

4 结束语

本文介绍了基于VB6.0的变频器与上位机通信基本编程过程。从中可知，利用VB6.0的强大功能，通过应用程序设计，可方便地控制变频器的运行、监控状态和上传、下载参数等，使其成为一种更为智能化的设备。

计算机通过RS485对变频器控制，只需一根屏蔽双绞线就可以实现，省去了复杂的电气接线，降低了故障率，减少了维护。

在测井类的仪器往往都配有变频器、绞车设备，在GyroSProcess程序中集成了变频器通信模块，使得钻孔弯曲测量作业过程中，只需在通信模块中设定好测量起、止位置、采样间隔等参数后，就可实现整个测量过程自动化的实践，为同类仪器设备的应用提供了一个成功范例。

［1］张亚刚，刘文良，严新忠.利用VB实现上位机对变频的远程监控［J］.工业控制计算机，2001（12）.

［2］紫日电器科技有限公司.变频器使用手册（ZVF9VM矢量变频器），2010.

［3］李方园.变频器自动化工程实践［M］.北京：电子工业出版社，2007.

［4］贺安坤，张京武，陈明，基于RS－485变频器与PC机串行通信的实现［J］.微计算机信息，2007（2）.