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牙串口設備及深圳科易連無線設備之間的通信，現(xiàn)總結(jié)如下。

• 簡介

此系統(tǒng)要實現(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。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。

• 對重慶金甌藍牙串口設備的測試

1. 用兩臺電腦A,B分別連接藍牙串口的主從設備，手動（大概1S中發(fā)送一次）。電腦A連接藍牙串口主設備通過“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連接藍牙串口從設備通過“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與藍牙串口設備相連接，同樣通過手動發(fā)送：01 06 01 00 00 01 49 F6，將藍牙串口從設備與變頻器相連，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. 將藍牙串口主設備接電腦，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.將藍牙串口主設備連接電腦A，通過“Commix混合串口調(diào)試工具 1.0”軟件分別發(fā)送“ 55AA”“AA55”，用示波器觀察從設備接收的波形，如下圖所示：

5.對重慶金甌所得數(shù)據(jù)進行分析

藍牙串口模塊將我們電腦發(fā)送的8bit的數(shù)據(jù)，分成兩部分進行發(fā)送，中間隔了相當大的一端時間。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。

通過藍牙串口發(fā)送的數(shù)據(jù)，字符間的間隔遠遠大于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。

但是當通過“串口調(diào)試精靈 V1.023.exe”進行自動發(fā)送數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)有丟包現(xiàn)象，即當通過此串口調(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。

此時測試了一下藍牙設備，將藍牙主設備接到電腦A的串口上，將藍牙從設備接到電腦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)成靜音的手機上邊，在發(fā)送數(shù)據(jù)過程中給手機打電話，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。

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