陳華北

（華北有色工程勘察院有限公司，石家莊 050021）

0 前言

變頻器作為一種交流調速儀器，以其可靠性高和抗干擾性強在工業(yè)生產中獲得了日益廣泛的應用。

我院購進的陀螺測斜儀及井下電視等測井設備均采用變頻器來控制絞車運轉速度，通過變頻器自身所帶的控制面板的操作來具體控制探管的升、降、啟、停。

在測量作業(yè)過程中，用變頻器小面板來頻繁地啟、停、修改頻率一系列操作，使測量作業(yè)在某種程度上仍停留在手工階段。變頻器自身內嵌RS－485通信接口，國外同類測井儀器用上位機通過RS－485通信接口來控制變頻器的現實，使作者對使用中的JDT－6陀螺測斜定向儀配套軟件產生了重新設計的想法，并在其中嵌入上位機與變頻器進行通信的模塊。經過與儀器研制單位煤炭科學院建井研究所合作，設計了一款新的集成軟件，命名為“陀螺測斜定向儀數據采集與處理程序”，簡稱為“GyroSProcess”。其中，嵌入了一個通信模塊，將變頻器的操作由上位機接管。并以此為基礎，測量作業(yè)過程實現了自動化。

圖1 變頻器面板在GyroSProcess中的相應界面

下面將結合GyroSProcess通信模塊開發(fā)過程，介紹紫日ZVF9V－M如何與上位機通信。

1 變頻器與PC的串行通信

1.1 軟硬件環(huán)境

硬件配置：PC（配備USB）一臺、USB／485轉換接口（型號：UT890）、ZVF9V－M0022S2變頻器一臺。

軟件配置：WindowsXP操作系統(tǒng)、VB6.0中文企業(yè)版、串口調試助手軟件。

圖2 陀螺測斜儀PC控制絞車連接示意圖

1.2 通信協議

ModBus協議是一種已廣泛用于當今工業(yè)控制領域的通用通訊協議。通過此協議，控制器相互之間、或控制器經由網絡和其他設備之間可以進行通信。它已經成為一通用的工業(yè)標準。

紫日ZVF9V－M變頻器支持ModBus協議，任何一幀ModBus的RTU模式數據結構如下：

圖3 ModBus幀信號（RTU）結構

表1 ModBus幀信號（RTU）含義

與變頻器進行通信，必須設置好變頻器的參數。對ZVF9F－M的設置如表2所示。因此，表2定義了變頻器的地址、啟、停、點動及頻率設定、串行通訊參數。

上位機通過RS485向變頻器發(fā)出一系列詢問幀，如頻率設置、正轉等參數，變頻器收到詢問幀后發(fā)出回應幀。如果是正常回應，則在回應幀中的功能代碼是詢問幀的功能代碼回應，如果有錯誤發(fā)生，功能代碼將被修改以用于指出回應幀是錯誤的。同時數據段包含了描述此錯誤的信息代碼。錯誤檢測域則允許主設備確認幀內容是否可用。

表2 ZVF9F－M參數預設置

2.3 上位機與變頻器的通信

GyroSProcess程序變頻器通信模塊中包括了正轉、反轉、停止、連續(xù)改變頻率、讀取變頻器參數多項功能。指令具有較大的相似性，現列舉兩例進行示范。

例1：讀地址為1F變頻器輸出頻率（FD00），詢問幀、回應幀格式如表3、表4所示。

表4回應幀中，第五、六字節(jié)B0B1＝1084H＝4228，表示變頻器輸出頻率為42.28Hz?；貞獛c詢問幀功能代碼均為03H，表明回應幀屬正?；貞獛?。

表3 讀FD00輸出頻率詢問幀格式

表4 讀FD00輸出頻率回應幀格式

例2：寫入正轉指令及按設定頻率運轉。

表5 寫入正轉及設定頻率運轉的詢問幀格式

表6回應幀與訪問幀功能代碼均為10H，表明回應幀正常。運行頻率為42.38Hz。

上述兩例ModBus RTU模式的詢問、回應過程，概述了上位機按ModBus的RTU模式裝載、改變、監(jiān)控變頻器參數值的過程。要實現上述過程，還需通過RS485接口對變頻器參數進行編程。

表6 寫入正轉及運行頻率的回應幀格式

3 VB6.0下對變頻串行通信控制

3.1 MSComm 6.0控件的設置

在GyroSProcess程序中嵌入MSComm 6.0控件，命名為RS485，其主要屬性如表7所示。

表7 名為RS485的MSComm 6.0控件設置

3.1 變頻器通信模塊的編程

GyroSProcess中，與變頻器通信界面如圖4所示。界面Command控件Click事件處理大致如圖5所示。

發(fā)送程序利用MSComm的OutPut屬性，向其傳遞一個Variant型二進制字節(jié)數組來實現。圖4界面“正轉”按鈕Click事件主要代碼、兩個被調用子程序代碼如下：

被調用兩個子程序，

圖4 GyroSProcess中與變頻器通信界面

5 Command控件Click事件處理流程

GyroSProcess程序正是用類似上述方式實現了上位機與變頻器的通信，使變頻器具有智能化功能，成為鉆孔彎曲測量作業(yè)自動化過程的關鍵因素。

4 結束語

本文介紹了基于VB6.0的變頻器與上位機通信基本編程過程。從中可知，利用VB6.0的強大功能，通過應用程序設計，可方便地控制變頻器的運行、監(jiān)控狀態(tài)和上傳、下載參數等，使其成為一種更為智能化的設備。

計算機通過RS485對變頻器控制，只需一根屏蔽雙絞線就可以實現，省去了復雜的電氣接線，降低了故障率，減少了維護。

在測井類的儀器往往都配有變頻器、絞車設備，在GyroSProcess程序中集成了變頻器通信模塊，使得鉆孔彎曲測量作業(yè)過程中，只需在通信模塊中設定好測量起、止位置、采樣間隔等參數后，就可實現整個測量過程自動化的實踐，為同類儀器設備的應用提供了一個成功范例。

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