VB实现与西门子变频器通讯
介绍西门子 MicroMaster 变频器的 RS-485 通信协议，利用 VB6. 0 中的 ActiveX控件 MSComm6. 0通信控件实现
Windows98 下单台微机与多台变频器的串行通信控制， 并能实时检测各个变频器的运行状态。
关键词：变频器、PC 机、 VB6. 0、 ActiveX 控件、 RS-485、 事件驱动
一、前言
在许多数控设备中， 经常要用变频器去控制交流电机的转速、 转向。 在某些地方， 需要用一台工控 PC 机灵活地控制多台变频器，以达到控制各交流电机的目的。针对这一需要，一些公司（如德国的西门子、日本东芝、 三菱等公司） 推出了带有 RS485 通信接口的变频器， 使用户能够方便灵活地选择变频器的强大功能。
在 Windows98 下开发工控软件，可以利用 Windows98 的丰富资源，方便地生成各种菜单及美观大方的图形界面，软件产品质量高且开发周期短。Visual Basic6.0 是 Microsoft 公司推出的功能强大的 Windows 开发软件， 只能在 Windows 环境下运行开发 32 位的应用程序。 但在 Windows 环境下， 系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接控制串行口的中断管理。如何在 Windows 环境下开发微机的底层资源，已成为当今工业控制软件的一大热点和难点。
本文利用 VB6. 0 的 ActiveX 控件——Microsoft Communication 控件， 方便地实现 Windows98 环境下与多台西门子 MicroMaster 变频器的串行通信接口， 成功地实现了用单台 PC 机对多台交流异步电动机的灵活控制。
二、系统的总体设计
图 1 为系统的总体方框图， 这里只重点突出 PC 机与变频器 RS485 的接口部分。 RS485 的驱动器可带 32 个接收器， 在波特率为 100Kbps 时， 通信距离可达到 1. 2km； 通信距离为 15m， 波特率可达到 10Mbps 。 在工业现场，RS485 是应用较多的一种通信方式。图中 PC 机通过 RS485 接口卡与多个变频器相连接， 最多达到 32 台。 每个变频器被赋予各自的地址码用以识别身份，这样上位机便能通过 RS485 通信线， 对挂在上面的变频器进行控制操作。
三、变频器的串口通信协议
对于西门子 MicroMaster 变频器。其通信方式为 RS-485， 波特率最高可达 19200bps； 1 位起始位， 8 位数据位，1 位奇偶效验位， 1 位停止位。 变频器接收控制的通信协议如下：
STX： 起始字符， 02H。
LGE： 发送字节数， 对于 MicroMASTER， 为 0CH（12 个字节） 。
ADR： 变频器的地址码， 取值范围为 0-31（bit： 0-4 位） ， bit5 为 1 时为广播发送。
PKE： 为一 16 位的字， 用来控制变频器的运行参数设置，各 bit 的含义如下：
对于 MicroMaster， 控制位为 0001 时， 读变频器的参数； 控制位为 0010 时， 写参数到变频器的 RAM 和 EEPROM。
bit11 未用， 置为 0。 变频器的参数值详见说明书。
IND： 为 16 位的字， 未用， 置为 0。
VAL： 为 16 位的变频器参数， 与 PKE 一起将运行参数写入到变频器中。
STW： 为 16 位的字， 用来控制变频器的运行动作。 各位的具体含义详见说明书。
HSW： 为 16 位的字，用来控制变频器的输出频率。 满频的值为 16384（400HZ） 对应 100%的输出频率， 最大满频的值为 32767， 即 200%的输出频率。 当取值为 32768-65535 时， 表示反向的输出频率从 0-200%变化，电机反转。
BBC： 效验字符， 为前面所有字节的异或和。
若变频器#2（地址码为 02H） 以满频的 25%输出频率， 则以上各参数的值如下：
同时， 变频器也向上位机回送状态数据， 其通信协议如下：
与上位机向北变频器发送的控制字相比， 变频器回送的状态字只是以 ZSW 代替了 STW， HIW 代替了 HSW， 其余字的含义是一样的。
ZSW： 为 16 位的字， 用来指示变频器的当前运行状态。 各位的具体含义详见说明书。
HIW： 为 16 位的字， 代表变频器的输出频率， 其定义与 HSW 是一样的。
因此， 对于变频器能通过面板按键的设置功能， 通过以上的通信协议也一样能实现。 并且通过RS-485 通信线最多能同时控制 32 台变频器， 同时各变频器的运行状态也能实时地回送给上位机， 这就大大地方便了用户， 增加了控制系统的灵活性。
四、 Viscal Basic 6. 0 下对变频器进行串行通信控制
1、 VB6. 0 中的 ActiveX 控件 MSComm
在 Windows 环境下， 操作系统完全接管了各种硬件资源， 不允许用户直接控制串行口的中断管理。 以往程序员只能通过数目众多的 API 函数来控制串口。 VB6. 0 下提供了一个 ActiveX 控件 MicrosoftCommunication Control 6. 0， 简称 MSComm控件。用户可以在自己的应用程序嵌入 MSComm 控件， 利用它可以方便地进行计算机串口的通信管理。
在 vb6. 0 开发环境中， MSComm 通信控件可直接从 VB 的 ToolBox 中加入窗体 Form， 即可用其进行通信。 若ToolBox 中无此控件， 则用 Tools 的 Custom Controls 将 MSComm. VBX 从 Windows 的 System 子目录中加入VB 的 ToolBox 中。
MSComm 控件有许多属性（Property） ， 其中一些重要的属性如下：
CommPort： 设置串口号； 类型：short 。
Settings： 设置串口通信参数；类型：Csting 。
PortOpen： 设置或返回通信口的状态；类型：BOOL 。
InputMode： 设置从缓冲区读取数据的格式； 类型： long 。
Input： 从接收缓冲区读取数据； 类型： VARIANT 。
Output： 向发送缓冲区写入数据；类型：VARIANT 。
InBufferCount： 接收缓冲区中的字节数； 类型： short 。
OutBufferCount： 发送缓冲区中的字节数； 类型： short 。
CommEvent： 设置或返回 Input 每次读出的字节数； 类型： short 。
CommEvent： 串口事件； 类型： short 。
其中串口号（CommPort） 设置为 1、 2 等表示 COM1、 COM2。 参数设置（Settings） 的格式为“B， P， D， S” B表示波特率， P 表示奇偶校验（N： 无校验， E： 偶校验， O： 奇校验） ， D 表示字节有效位数， S 表示停止位数。 串口状态为BOOL 变量， TRUE 表示打开串口， FALSE 表示关闭串口。 InputMode 使程序能方便地选择从缓冲区读取数据的格式， 设置为 0 时， 为字符串格式（Text） ， 设置为 1 时， 为二进制格式（Binary）。
InputLen 设置或返回的是用 Input 从缓冲区读字符串时每次读出的字符个数， 这个性质对于读出数据块中长数据串非常有用。
另外， MSComm 控件提供了两种方法来处理串口通： 上面属性的 InBufferCount 和 OutBufferCount 用于串口的查询方式； 对于较复杂的通信任务， 可通过 SetCommEvent（） 函数设置串口要响应的事件， 当相应事件或串口错误事件发生时， 系统会激活 OnComm（） 事件， 在 OnComm（） 中添加用户的处理代码， 则可实现类似 DOS 中断的串口处理程序。
2、 变频器串口通信控制检测的软件编程
在项目窗体中嵌入 MSComm 通信控件之后，为了用该控件控制一个串口进行通信操作， 还必须在应用程序中插入该控件。 为此为程序的某个对话框插入 MSComm 控件， 控件名为 MSCOMM1， 并为其添加两个定时器控件（TimPeriodic 和 TimNonPeriodic） 和一个命令按钮控件 CmdNonPeriodic 。 通信控件用于访问串口、 发送和接收数据； 周期定时器控件（TimPeriodic） 用于控制每秒由计算机向各数据点发送周期性命令； 命令按钮控件与非周期定时器控件（TimNonPeriodic） 用于发送非周期性命令。MicroMaster 变频器回送的状态信息一帧位 14 个字节。 为此， 程序编制上采用事件驱动的通信方式， 串口每接受 14 个字符边激活一个OnComm（） 事件， 在 OnComm（） 消息处理函数中加入相应的处理代码， 用来读取状态字 ZSW 和 HIW 各位的状态参数，并做出相应的处理，如显示、报警等等。下面简要给出用事件驱动方式读出变频器回送状态字的程序源代码。设 RS-485 的口地址为 PC 机的串口 2 的地址， 波特率为 9600bps 。
（1） 窗体中各控件初始设置： TimPeriodic 为 1s， TimNonPeriodic 为 0. 5s
Sub Form_Load（）
Mscomm1. CommPort=2 ’ 选用 COM2 串行口
MsComm1. setting=” 9600， N8， 1” ’ 波特率为 9600， 无奇偶校验， 8 位数据位， 一位停止位
Mscomm1. InputLen=0 ’ Input 将读取接收缓冲区的全部内容
Mscomm1. InputLenSize=1024 ’ 设置接收缓冲区的字节长度
Mscomm1. PortOpen=0 ’ 打开通信口
Mscomm1. InBufferCount=0 ’ 清除发送缓冲区数据
Mscomm1. OutBufferCount=0 ’ 清除接收缓冲区数据
TimPeriodic. inteval=1000 ’ 设置 1s 定时间隔， 使遥测命令每隔 1s 发送 1 次
TimNonPeriodic. inteval=500 ’ 设置 0. 5s 定时间隔， 查询命令按钮是否处于激活状态以确定是否发送周期性命令
CmdPressed=False ’ 命令按钮为未激活状态
DuringPeriodic=False ’ 周期命令数据传输尚未开始
DuringNonPeriodic=False ’非周期命令数据传输尚未开始
End Sub
（2） 非周期性命令的发送： 根据命令按钮状态及周期性命令数据传输状态， 在 TimNonPeriodic 定时器的中断程序中发送非周期性命令。
Sub CmdNonPeriodic_Click（）
CmdPressed=True ’ 命令按钮激活
End Sub
Sub TimNonperiodic_Timer（）
If DuringPeriodic=True OR Cmdpressed=False Then Exit Sub ’ 如周期命令数据传输尚未结束或命令按钮处于激活
状态， 则退出发送非周期性命令程序。
CmdPressed=False ’ 命令按钮恢复为未激活状态
Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’ 发送非周期性命令
Mscomm1. Rthreshold=R_NONPERIODIC_BYTE‘发送非周期性命令后， 设置 Rthreshold 属性， 使主站接收所设定的字节数后引发 OnComm 事件
End Sub
（3） TimPeriodic 定时器程序： 在 TimPeriodic 定时器的中断程序中发送周期性命令。
Sub TimPeriodic_Timer（）
If DuringNonPeriodic=True Then Exit Sub ’ 如非周期命令数据传输尚未结束， 则退出发送非周期性命令程序。
DuringPeriodic=True ’ 设置周期命令数据传输状态为正在进行中
Call SendData（NonPeriodic_COMMAND） ’ 发送非周期性命令
Mscomm1. Rthreshold=R_PERIODIC_BYTE’ 设置 Rthreshold 属性，使主站接收 R_PERIODIC_BYTE 个字节， 引发 OnComm 事件
End Sub
（4）OnComm事件程序： 根据 Rthreshold属性设置值， 当接收缓存区内接收到相应字节的字符时， 引发 OnComm事件， 在中断程序中接收数据。
Sub Mscomm1_OnComm（）
Select Case Mscomm1. commEvent ’ 在此插入处理各种不同错误或事件的代码
Case MSCOMM_EV_RECEIVE
ReceiveString$=Mscomm1. Input
Select Case Mscomm1. Rthreshold
Case R_PERIODIC_BYTE‘周期性命令的应答数据
Call DisposeDate（NonPeriodic_CommAND） ’ 处理接收数据
DuringPeriodic=False ’ 设置周期命令数据传输状态为结束
Case R_NONPERIODIC_BYTE ’ 非周期性命令的应答数据
Call DisposeData（NonPeriodic_CommAND） ’ 处理接收数据
DuringNonPeriodic=False ’ 设置非周期命令数据传输状态结束
End Select
End Select
End Sub
上述程序中，因 MicroMaster变频器回送的状态信息一帧为 14 个字节， 所以 R_NONPERIODIC_BYTE 和R_PERIODIC_BYTE 。 对于变频器回送的状态信息则利用Windows 的消息处理函数 OnComm（） 进行处理。 在消息处理函数中， 将变频器回送的 14 个状态字一次全部读到所定义的变量参数中， 然后程序再从变量参数中分别读取各状态字， 在屏幕上显示、 判断并报警。
利用 VB6. 0 下的 ActiveX 控件和 MicroMaster 变频器 RS-485 的串行通信功能， 实现了在 Windows09 环境下用单台 PC 机控制多台变频器的任务， 并能实时检测各变频器的运行状态。 整个控制系统灵活方便， 具有很大的实用性。