编码器锁定and施耐德变频器协议

编码器锁定and施耐德变频器协议
编码器锁定&Modbus 协议
一、通讯分三个阶段进行，由通讯指令配置
a) 枚举——返回板卡类型 b) 节点延时配置
c) 周期通讯+分布时钟启动各节点时钟动态补偿+配置
二、EtherMAC IP core 总体结构：
EtherMAC 的IP 核为用共享内存的方式是向上位机和下位机用户数据的交互。

其中开放出两片双端口的RAM ：Control_RAM 和AppState ，如下图所示。

上位机用户可以通过地址操作进将控制数据写入Control_RAM 以供底层控制程序使用，并且通过读操作将底层控制板的状态数据AppState 读到上位机。

Control_RAM
AppState_RAM
S y n _C l k
上位机
下位机CPU
RJ45
RJ45
方便操作，两个双端口RAM 的宽度均为8Bit 。

三、通讯协议解析：
目的地址6 byte
源地址6 byte
类型2 byte
流水号1 byte
C+L 2Byte
Node 1 byte
Node Data len
2 byte
Data
1 byte
Node Data len
2 byte
Ctrl Address 2 byte
Len 1 byte
Data n byte
012345 678901 23 4 5 6 7 89 0123456……Node 1 byte
Node len
2 byte ……
……
Ctrl Address 2 byte
Len 1 byte
Data n byte
17 18 19数据包结构说明：
符合标准以太网格式。

多字节时，为小端模式，即低字节在前，高字节在后。

目的地址：控制卡网口的MAC地址，固定为53-44-55-43-4E-43；
源地址：本机的MAC地址。

类型：0x8283。

//修改为0x5344
SNO：流水号。

L+C：低11位为整个以太网帧的长度，高4位为通讯指令（详细见1.1）。

NODE：节点号。

NLEN：节点数据长度。

DA TA：该节点的数据，内容的协议格式为：地址+ 长度+ 数据。

3.1通讯数据包类型
数据包类型由标准以太网第16字节的高4位决定，指令如下：
目的地址6 byte 源地址
6 byte
2 byte
流水号
1 byte
C+L
2Byte
012345 678901 23 4 5 6
系统开始工作时首先必须进行设备枚举和延时配置。

数据（C）（bit7—bit4）功能
0x0 通讯停止
0x1 设备枚举
0x3 同步启动
0x2 周期通讯
Reserved
//枚举指令作为单周期信号处理，即每接收到一个数据包对应上传一组数据，
3.1.1 枚举
数据包类型：0x1
枚举后逆序返回各节点板卡类型，地址0x00FF,反馈数据的格式如下
Address Length Application
0x80FF 1 Controller Type 3.1.2 同步启动
数据包类型：0x3
下发枚举操作之后获得的最后一个节点的节点号，以满足分布时钟的动态补偿条件。

其后紧随需要设定的通讯周期，单位20ns。

Address Length Application
0x0088 3 Cycle Interval
3.1.3 周期通讯
1）参数设定
施耐德变频器采用Modbus RTU 通信，接口采用RS485接口通
讯参数设置：参数路径参数说明值功能描述
CON-ADD 从站地址
2 范围1－247
CON-tbr 通讯速率 19200 4.8-4800bps ；9.6-9600bps ；19.2-19200
CON-tfo
通讯格式
8n1
8O1：8个数据位，奇校验，1个停止位8E1：8个数据位，偶校验，1个停止位 8n1：8个数据位，无校验，1个停止位 8n2：8个数据位，无校验，2个停止位
控制方式设置：
如果采用Modbus 通讯控制启停及速度给定，步骤如下：参数路径参数说明值
功能描述
CTL-LAC * 功能访问等级 L3
访问高级功能与混合控制模式的管理
CTL-FR1*
配置给定1
ndb 通过modbus 总线给定
CTL-CHCF * 控制模式设置 SIN 如果LAC=L3可访问此参数：SIN －组合，控制和频率给定由
同一种方式设定；SEP －分离，控制和频率给定由不同的方式设定 Flt-OPL
电机缺相故障 No
带小电机试验时，禁止因为输出电流过小出现的电机缺相故障；一般在变频器最小输出电流大于电机额定电流时需要禁止电机缺相故障。

在任何应用状态下*为必设项。

2）变频器控制State Address Length Application
Data （8 byte ） 0x0010 0x08 Modbus 数据 Modbus 数据（8 byte ）
Slave no. R/W Word number Value of word CRC16
1 byte
0x06
Hi
Lo
Hi
Lo
Lo
Hi
Slave no.：变频器从站地址，由CON-ADD 设定，可同时控制多个从站，例如：0x02 R/W ：1 byte ，读/写，读命令：0x03，写命令：0x06 Word number ：2 byte ，变频器操作字Value of word ：2 byte ，命令值
CRC16：采用8005格式，生成多项式为
161521x x x +++，计算方法如下：初始化CRC （16位寄存器）为16#FFFF ；
Enter the first to the last byte of the message:
CRC XOR —> CRC Enter 8 times
Move the CRC one bit to the right
If the output bit = 1, enter CRC XOR 16#A001—> CRC
End enter End enter
常用变频器写操作字： A) W8501（16#2135）
控制变频器启停、运行方向等，命令值如下： bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0 故障复位（0->1）保留 0
保留 0
保留 0
激活运行（1+）
快速停车（0+）
禁止电压（0+）
接通（1+）
bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8 无动作
无动作
无动作
0：无动作 1：停车类型
0：正向
1：反向
保留 0
保留 0
保留 0
0+：0有效；1+：1有效；0->1：上跳沿。

典型值：
命令最终状态 CMD 的典型值（W8501）
停车准备接通 16#0006 接通接通状态 16#0007 激活运行运行激活16#000F 反向运行反向运行16#080F 停止运行接通状态16#0007 禁止电压接通禁止 16#0000 快速停车停车 16#0002 故障复位
接通禁止
16#0080
B) W8502（16#2136）
通过8502命令改变变频器输出频率值，后跟两个字节，1=0.1Hz ，正数控制变频器正转，负数控制变频器反转。

反馈数据：State Address Length Application
Data （8 byte ） 0x8010
0x08
Modbus 数据
其中：反馈Modbus 数据与发送数据一样，否则出错，需查找错误代码。

变频器读操作字 State Address Length Application Data （8 byte ） 0x0010 0x08 Modbus 数据 Modbus 数据（8 byte ）
Slave no. R/W No. of first word Number of words CRC16
1 byte
0x03
Hi
Lo
0x00
0x01
Lo
Hi
Slave no.：变频器从站地址，由CON-ADD 设定，可同时控制多个从站，例如：0x02 R/W ：1 byte ，读/写，读命令：0x03 No. of first word ：2 byte ，变频器读取地址
Number of words ：2 byte ，读取个数，为1是读取指定地址CRC16：采用8005格式，生成多项式为16
15
2
1x x x +++。

常用变频器读取地址：
A）W3201（16#0C81）
变频器运行状态如下：
bit 7 bit 6 bit 5 bit 4 bit 3 bit 2 bit 1 bit 0
0：无警报1：警报接通禁止
0：快速
停车
0：无故障
1：有故障
运行激活接通准备接通
bit 15 bit 14 bit 13 bit 12 bit 11 bit 10 bit 9 bit 8
0：正向1：反向
1：按
Stop键
保留
典型值：
状态Status典型值（W3201）未准备接通16#0000 or 16#0020 接通禁止16#0040 or 16#0060
准备接通16#0021
接通16#0023
运行激活16#0027
故障16#0008 or 16#0028 Malfunction reaction active 16#000F or 16#002F 快速停车16#0007
B）W3202（16#0C82）
输出给电机的频率，后跟两个字节，1=0.1Hz。

反馈数据：
State Address Length Application Data（8 byte）0x8010 0x08 Modbus数据
Modbus数据（8 byte）
Slave no. R（1 byte）Read bytes（1 byte）Word value
（2 byte）
CRC16（2 byte）保留
1 byte 0x03 0x0
2 Lo Hi 1 byte
Modbus异常代码
State Address Length Application Data（6 byte）0x8010 0x08 Modbus数据
Modbus数据（6 byte）
Slave no. Response code Error code CRC16（2 byte）保留
1 byte 1 byte 1 byte Lo Hi 3 byte Response code：16#80 + 请求代码（16#03 or 16#06）
Error code：
01 非法功能对于服务器(或从站)来说，询问中接收到的功能码是
不可允许的操作。

02 非法数据地址对于服务器(或从站)来说，询问中接收到的数据地址是不可允许的地址。

03 非法数据值对于服务器(或从站)来说，询问中包括的值是不可允许的值。

04 从站设备故障当服务器(或从站)正在设法执行请求的操作时，产生不可重新获得的差错。

05 确认与编程命令一起使用。

服务器(或从站)已经接受请求，并切正在处理这个请求，但是需要长的持续时间进行这些操作。

06 从属设备忙与编程命令一起使用。

服务器(或从站)正在处理长持续时间的程序命令。

08 存储奇偶性差错与功能码20和21以及参考类型6一起使用，指示扩展文件区不能通过一致性校验。

0A 不可用网关路径与网关一起使用，指示网关不能为处理请求分配输入端口至输出端口的内部通信路径。

通常意味着网关是错误配置的或过载的。

0B 网关目标设备响应失败与网关一起使用，指示没有从目标设备中获得响应。

通常意味着设备未在网络中。

3）DA输出控制数据：
Ctrl Address Length Application Data
0x0050 2 12 位精度，0—4.095V 5) 延时测量
Ctrl Address Length Application Data
0x0020 1 0：延时测量取消1：延时测量使能
返回值：
Ctrl Address Length Application Data
0x8020 2 单位160ns
四、反馈数据
反馈数据的段基址为0x80，反馈地址均是以此为基址的偏移。

周期性返回数据：
周期性反馈数据Cycle data由底层控制板决定，上位机用户无权
更改。

周期性反馈数据格式及内容为：
1）扩展旋转编码器反馈数据
State Address Length Application Data（4 byte）0x8030 0x4 旋转编码器反馈
2）IO数据（低有效）
State Address Length Application Data（1 byte）0x80340x1 输入端口状态
1：代表有输入；（接地）
0：代表无输入。

（断开）
3）旋转编码器锁定反馈数据
State Address Length Application Data（4 byte）0x8036 0x4 旋转编码器反馈
五、附录
施耐德变频器操作实例
下图是ATV312的操作流程
ETA=16#**40
ATV 锁定接通禁止
ETA=16#***8
ATV 故障功能失常故障？
否 CMD=16#0080
故障消失，复位 nSt ETA=16#**21
ATV 等待
禁止电压
CMD=16#0007 接通 CMD=16#0006
停车 CMD=16#0002
快速停车或 nSt
ETA=16#**23 ATV 就绪接通 CMD=16#0006
停车CMD=16#0000 禁止电压CMD=16#***F 激活运行CMD=16#0007
禁止运行
rUn,rdY…
ETA=16#**27 ATV 运行运行激活是rdY ,dCb…
ETA=16#**07 紧急停车快速停车激活电机停车
修改配置参数或
CMD=16#0000
禁止电压 CMD=16#000B
快速停车电机停车
修改配置参数或
CMD=16#0000
禁止电压
终端上STOP 键
或
CMD=16#***F 激活运行 CMD=16#0006 停车
电机停车修改配置参数
或 CMD=16#0000 禁止电压终端上STOP 键
或
上电
在第一次启动变频器，可通过以下代码实现：
Modbus复位：10.00.08.02.06.21.35.00.80.92.6B
停车：10.00.08.02.06.21.35.00.06.13.C9
接通：10.00.08.02.06.21.35.00.07.D2.09
运行：10.00.08.02.06.21.35.00.0F.D3.CF
执行以上代码，变频器进入工作状态，此时通过改变频率命令可改变变频器输出频率，如改变频率：10.00.08.02.06.21.36.00.50.63.F7可将变频器输出改为8.0Hz，通过代码如反向：10.00.08.02.06.21.35.08.0F.D4.0F 可以改变运行方向，通过代码如：
读取状态：20.00.08.02.03.0C.81.00.01.D7.41可以获取此刻变频器运行状态，通过代码如20.00.08.02.03.0C.82.00.01.27.41可以获取变频器输出给电机的频率。