变频器通讯基础

变频器通讯基础知识

一、通讯协议的基础知识：

1、通讯协议的含义：

在所有网络软件中，除了网络操作系统外，最重要的莫过于各种各样的网络协议了。网络能有序安全运行的一个很重要原因，就是它遵循一定的规范，就是说，信息在网络中的传递同人在街上行走一样，也要用规则来约束和规范的。网络里的这个规则就是通讯协议。换句话说，通讯协议是网络社会中信息在网络的计算机之间、网络设备之间及其相互之间"通行"的交通规则。

在不同类型的网络中，应用的网络通讯协议也是不一样的。

虽然这些协议各不相同，各有优缺点，但是所有协议的基本功能或者目的都是一样的，即保证网络上信息能畅通无阻、准确无误地被传输到目的地。

通讯协议也规定信息交流的方式，信息在哪条通道间交流，什么时间交流，交流什么信息，信息怎样交流，这就是网络中通讯协议的几个基本内容。

2、常见的几种通讯协议类型：

1）TCP/IP协议

TCP/IP（传输控制协议/Internet协议）是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，传输控制协议(TCP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如：远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP 协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，我们通常称它为TCP/IP协议族。它是70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结构和协议标准，以它为基础组建的INTERNET是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为INTERNET的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准。

2）PROFIBUS协议

PROFIBUS是由德国西门子开发的，是一种国际化、开放式异步串行通讯标准，广泛适用于制造业自动化和楼宇、交通、电力等各行各业。

与其它现场总线系统相比，PROFIBUS的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。目前已应用的领域包括加工制造．过程控制和自动化等。PROFIBUS开放性和不依赖于厂商的通信的设想，已在10多万成功应用中得以实现。PROFIBUS有国际著名自动化技术装备的生产厂商支持，它们都具有各自的技术优势并能提供广泛的优质新产品和技术服务。

通过PROFIBUS，可以方便地实现各种不同厂商的自动化设备及元器件之间的信息交换。PROFIBUS协议标准由三个兼容部分组成：PROFIBUS-DP（分布式外设）、PROFIBUS-FMS （现场总线信息规范）、PROFIBUS-PA（过程自动化）。

3）DeviceNet协议

DeviceNet是由Allen-Bradley公司(Rockwell自动化)开发的一种基于CAN的开放的现场总线标准。DeviceNet作为一种协议，其系统解决方案在欧洲也取得了显著的业绩增长。DeviceNet是一个开放性的协议，全世界共有超过500家的公司提供DeviceNet产品。DeviceNet协议设计简单，实现成本较为低廉，但对于采用最底层的现场总线的系统（例如，由传感器、制动器以及相应的控制器构成的网络）来说，却是性能很高的。DeviceNet设备涉及的范围从简单的光电开关一直到复杂的半导体制造业中的用到的真空泵。

就像其他的协议一样，DeviceNet 协议最基本的功能是在设备及其相应的控制器之间进行数据交换。因此，这种通信是基于面向连接的（点对点或多点传送）通讯模型建立的。这样，DeviceNet 既可以工作在主从模式，也可以工作在多主模式。

4）MODBUS协议

MODBUS是MODICON公司为该公司生产的PLC设计的一种通信协议，从其功能上看，可以认为是一种现场总线。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。MODBUS传输协议定义了控制器可以识别和使用的信息结构，而不须考虑通信网络的拓扑结构。（拓扑T opology在网络中形象地描述了网络的安排和配置，包括各种结点和结点的相互关系。拓扑不关心事物的细节也不在乎什么相互的比例关系，只将讨论范围内的事物之间的相互关系表示出来，将这些事物之间的关系通过图表示出来。网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做"拓扑结构"，通俗地讲这些网络设备是如何连接在一起的。）

MODBUS协议定义了各种数据帧格式，描述了控制器访问另一设备的过程，怎样作出应答响应，以及可检查和报告的错误。它有两种传送方式，RTU（Remote Terminal Unit）方式和ASCⅡ方式。MODBUS把通信参与者规定为“主站”（MASTER）和“从站”（SLAVE）。主站可向多个从站发送通信请求，最多可达247个从站（超过40站的要增加中继器，以避免信号的衰减）。每个从站都有自己的地址编号。

3、几个常用的通讯概念：

1）同步通讯与异步通讯

同步通讯：

A，B之间用通讯方式来完成某任务，A向B发送一个信息后，需要得到B的确任回应后，A才能继续发送下一个信息，这种通讯方式就是同步通讯

异步通讯则不同：

如，A一边向B发送信息，一边接收B的确认回应，叫异步通讯

2）串行通讯与并行通讯

并行通讯：传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。如下图：

串行通讯：串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并--串转换硬件转换成串行方式，再逐位经传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广阔的长距离通讯来说，具有更大的现实意义。如下图：

3）单工/半双工/全双工

串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。