由于客戶的需要，前段時間分別研究了一下阿爾法變頻器與重慶金甌藍(lán)牙串口設(shè)備及深圳科易連無線設(shè)備之間的通信，現(xiàn)總結(jié)如下。

• 簡介

此系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)威綸通觸摸屏與阿爾法變頻器的無線通信。威綸通觸摸屏支持RS485的MODBUS RTU通信模式和RS232通信模式。阿爾法變頻器支持MODBUS RTU通信模式，也可以通過更改電路支持RS232的通信模式。由于兩個產(chǎn)品都不具備無線通信功能，所以需要另外的轉(zhuǎn)換模塊幫忙。

• 接線圖

• 兩個無線模塊與變頻器通信時的效果

這兩個模塊與阿爾法變頻器通信時表現(xiàn)效果完全不同，重慶金甌的藍(lán)牙串口模塊，連接觸摸屏和阿爾法變頻器之后，通訊時而接通，時而中斷，導(dǎo)致觸摸屏每隔一兩秒中自動報“PLC NO Response”故障。而科易連的無線模塊連接之后，直接就能夠通訊，只是稍微比有線的慢了一點(diǎn)。將觸摸屏和變頻器有線連接時，數(shù)據(jù)每次增加或減少5，而無線連接時數(shù)據(jù)每次增加或減少8。

• 對重慶金甌藍(lán)牙串口設(shè)備的測試

1. 用兩臺電腦A,B分別連接藍(lán)牙串口的主從設(shè)備，手動（大概1S中發(fā)送一次）。電腦A連接藍(lán)牙串口主設(shè)備通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件發(fā)送數(shù)據(jù)01 06 01 00 00 01 49 F6，電腦B連接藍(lán)牙串口從設(shè)備通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件接收的數(shù)據(jù)為01 06 01 00 00 01 49 F6，全部正確。
2. 將電腦A與藍(lán)牙串口設(shè)備相連接，同樣通過手動發(fā)送：01 06 01 00 00 01 49 F6，將藍(lán)牙串口從設(shè)備與變頻器相連，通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件可以觀察到發(fā)送數(shù)據(jù)正常，返回的數(shù)據(jù)由：01 80 [25] 80 1B和01 83 [25] 80 EB，01 83 [03] 03 31這三組無規(guī)則組合。 [25]表示CRC校驗故障，[03]表示閱讀或?qū)懭氲牡刂穫€數(shù)不正確。
3. 將藍(lán)牙串口主設(shè)備接電腦，通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件發(fā)送“55AA”“AA55”兩個數(shù)據(jù)，在接收端觀察所得波形，如下圖所示：

4.將藍(lán)牙串口主設(shè)備連接電腦A，通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件分別發(fā)送“ 55AA”“AA55”，用示波器觀察從設(shè)備接收的波形，如下圖所示：

5.對重慶金甌所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

藍(lán)牙串口模塊將我們電腦發(fā)送的8bit的數(shù)據(jù)，分成兩部分進(jìn)行發(fā)送，中間隔了相當(dāng)大的一端時間。如圖3，中間隔了4.3MS的延時。如圖4，中間隔了5.33MS的延時。

阿爾法變頻器支持MODBUS RTU的485協(xié)議，協(xié)議格式為：

消息發(fā)送至少要以3.5個字符時間的停頓間隔開始。在最后一個字符之后，一個至少3.5個字符時間的停頓標(biāo)定了消息的結(jié)束，一個新的消息可在此停頓之后開始。

整個消息幀必須作為一連續(xù)的流傳輸。如果在幀完成之前兩個字符間超過1.5個字符時間的停頓時間，則認(rèn)為幀錯誤，停止接受，清緩沖。

也就是要保證兩個幀間的間隔至少大于3.5個字符的時間，兩個字符間的時間間隔必須小于1.5個字符的時間。

假如波特率為19200，那么1.5個字符間隔1.5char=1.5*11*1000/19200=0.86ms，3.5個字符間隔3.5char=3.5*11*1000/19200=2ms。

通過藍(lán)牙串口發(fā)送的數(shù)據(jù)，字符間的間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.5char，所以肯定會出現(xiàn)傳輸錯誤的。

1. 根據(jù)以上分析，我更改了變頻器程序中MODBUS程序部分1.5char和3.5char那里的時間，最后可以通信上了。

但是當(dāng)通過“串口調(diào)試精靈 V1.023.exe”進(jìn)行自動發(fā)送數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)有丟包現(xiàn)象，即當(dāng)通過此串口調(diào)試精靈自動向變頻器發(fā)送10000個：01 06 01 00 00 01 49 F6，如果沒有發(fā)生丟包或者錯誤的話，變頻器應(yīng)該返回10000個數(shù)據(jù)，可現(xiàn)在接收到的數(shù)據(jù)一般都丟了60-90個包。再怎么更改程序，也不能消除。

此時測試了一下藍(lán)牙設(shè)備，將藍(lán)牙主設(shè)備接到電腦A的串口上，將藍(lán)牙從設(shè)備接到電腦B的串口上，此時在兩個電腦上通過“串口調(diào)試精靈 V1.023.exe”軟件進(jìn)行收發(fā)測試，結(jié)果如下圖所示：

通過這個截圖，可以看到藍(lán)牙串口本身就有丟包現(xiàn)象，發(fā)送了8080個數(shù)據(jù)，總共接收了8056個數(shù)據(jù)。

• 對深圳科易連無線模塊的測試

深圳科易連無線模塊能夠直接跟阿爾法變頻器通信，我測了一下它的丟包情況和接收端的數(shù)據(jù)波形。

1. 發(fā)送端接到PC串口，接收端接阿爾法變頻器，發(fā)送端接收端相距不到1m距離，通過“串口調(diào)試精靈 v1.023”給變頻器發(fā)送數(shù)據(jù)：01 06 01 00 00 01 49 FA，發(fā)現(xiàn)沒有丟包現(xiàn)象，即發(fā)送了8072個數(shù)據(jù)，接收了8072個數(shù)據(jù)。如下圖所示。

2.將發(fā)送端放置在公司實(shí)驗室，接收端放到公司前臺，兩者之間距離大概是50m，通過“串口調(diào)試精靈 V1.023” 給變頻器發(fā)送數(shù)據(jù)：01 06 01 00 00 01 49 FA，發(fā)現(xiàn)沒有丟包現(xiàn)象，如下圖所示。

3.將發(fā)送端放置在公司實(shí)驗室，接收端放到公司前臺，將發(fā)送模塊放到調(diào)成靜音的手機(jī)上邊，在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中給手機(jī)打電話，通過“串口調(diào)試精靈 V1.023” 給變頻器發(fā)送數(shù)據(jù)：01 06 01 00 00 01 49 FA，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了丟包現(xiàn)象，發(fā)送了8072個數(shù)據(jù)，接收了8026個數(shù)據(jù)，如下圖所示。

據(jù)科易連無線模塊廠家的工作人員介紹，他們的帶有金屬外殼的模塊的抗干擾能力很強(qiáng)。

4.將發(fā)送端接電腦，波特率為19200，通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件發(fā)送“55AA”觀察波形。所得波形如下圖所示：

由上圖可以看出，在接收端，55與AA兩個數(shù)據(jù)之間的時間間隔為320us，小于MODBUS RTU協(xié)議中規(guī)定的0.86ms，所以他能夠直接通信，而不需要更改阿爾法變頻器的軟件。

• 總結(jié)

工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)具有低成本，低功耗，高度靈活性，擴(kuò)展性強(qiáng)，特別是在工控條件惡劣復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場，使得控制安全、可靠，已經(jīng)成為了繼現(xiàn)場總線技術(shù)之后又一個前景廣闊的工業(yè)應(yīng)用技術(shù)，這也使得阿爾法變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣闊，可以推薦給客戶使用。