【摘要】介紹了西門子 ＭＭ４４０ 變頻器的 ＲＳ４８５ 通信協議，利用 ＶＣ＋＋６．０ 中的 ＡｃｔｉｖｅＸ 控件ＭＳＣｏｍｍ 實現了 ｗｉｎｄｏｗｓ下計算機與變頻器的串行通信控制。設計了一套全自動閉環控制系統，可方便有效的通過變頻器調節離心機的運轉，發揮離心機的功效，達到清除有害固相，回收加重材料的目的。
　　關鍵詞：計算機控制系統；     ＵＳＳ 協議；  ＶＣ＋＋；ＭＭ４４０ 變頻器；離心機  
　　中圖分類號：ＴＨ１６     文獻標識碼：Ａ
　　在油田部門，使用變頻器去控制交流電動機的轉速、轉向，變得越來越廣泛［１￣２］。為了實現集中控制，常需要用一臺工控機或微機去控制多臺變頻器。針對這一需要各變頻器生產廠家推出了帶有ＲＳ－４８５ 通信接口的變頻器，其中西門子公司生產的新一代多功能的 Ｍｉｃｒｏ－Ｍａｓｔｅｒ４４０ 變頻器（簡稱 ＭＭ４４０ 變頻器），因其采用高性能的矢量控制技術，提供低速、高轉矩輸出和良好的動態特性，同時又具備超強的過載能力，而得到了廣泛應用。
　　因此，重點闡述了要實現一臺計算機對多臺 ＭＭ４４０ 變頻器［３］實現矢量控制，應如何設置 ＭＭ４４０ 變頻器，以及如何利用ＶＣ＋＋的 ＭＳＣｏｍｍ控件實現對 ＭＭ４４０ 變頻器集中控制，從而達到有效控制離心機的轉速，滿足油田的實際工況。
　　１ 系統組成
　　為了滿足油田部門的實際工況，采取將計算機、變頻器、ＲＳ－２３２／４８５ 轉換器，有效的結合的方法，來達到高效控制離心機的主輔電機，從而改變離心機的轉速。如圖１所示，計算機通過從ＲＳ－２３２串口取電、并能自動識別和控制數據傳輸方向的 ＲＳ－２３２／４８５轉換器，與多個 ＭＭ４４０ 變頻器相連（最多達到 ３２ 臺）。為了達到區分各個變頻器的目的，每個變頻器采用不同的地址碼。因此，可以清楚的發現，這套控制系統可以實現計算機對１６臺離心機的同時控制，方便有效的進行遠程計算機控制，發揮離心機最佳功用，滿足油田需要，更好的達到固相控制系統的完善。
                
    ２ ＭＭ４４０ 變頻器的串行接口協議（ＵＳＳ）
     西門子 ＭＭ４４０ 變頻器可采用兩種串行接口：ＲＳ－２３２ 或 ＲＳ－４８５。采用 ＲＳ－ ２３２ 接口時，需另選配件。當采用 ＲＳ－ ４８５ 接口，波特率為 ９６００ｂｐｓ 時，通信距離可達 １２００ｍ，最高波特率可為１１５２００ｂｐｓ，但此時通信距離大約只有 １５ｍ。
    ２．１ ＵＳＳ 報文的結構
    主站（計算機）和從站（ＭＭ４４０ 變頻器）的報文格式如下：
                 
    各字母代表的含義：
    ＳＴＸ：ＳＴＸ區表示一條信息的開始，固定為 ０２Ｈ。
    ＬＧＥ：ＬＧＥ 區是一個字節，指明這一條信息中后跟的字節數目。采用哪種報文長度由 ＭＭ４４０ 變頻器的參數 Ｐ２０１２ 和 Ｐ２０１３來定義 ＰＫＷ和 ＰＺＤ的長度。一般采用固定長度 ４ 個字（８ 個字節）的 ＰＫＷ區和 ２ 個字（４ 個字節）的 ＰＺＤ 區，再加上一個字節的 ＡＤＲ 區和一個字節的 ＢＣＣ 區，這樣 ＬＧＥ＝１＋８＋４＋１＝１４，即ＬＧＥ 值為 ０ＥＨ。
     ＡＤＲ：ＡＤＲ 區是一個字節，是每個變頻器的地址，值范圍為０￣３１（ｂｉｔｓ：０￣４）， 位為 １ 時為廣播發送。 ｂｉｔ５ＰＫＷ：ＰＫＷ區是 ８ 個字節，用于寫或讀變頻器參數的值。ＰＺＤ：ＰＺＤ區是 ４ 個字節，用于控制或監測變頻器的運行。
     ＢＣＣ： ＢＣＣ區是長度為一個字節的校驗和，用于檢查該信息是否有效。它是 ＢＣＣ前面所有字節“異或”運算的結果。
    ２．２ ＰＫＷ 區
               
    ＰＫＥ：為一個 １６ 位的字，用來控制變頻器運行參數的設置。
    ｂｉｔ 位：１５－ １２ １１ １０－ ０
                
    對于 Ｍｉｃｒｏｍａｓｔｅｒ，控制位為 ０００１ 時，讀變頻器的參數；控制位為 ００１０ 時，寫參數到變頻器的 ＲＡＭ或 ＥＥＰＲＯＭ。Ｂｉｔ１ 未用，置為 ０。變頻器的具體參數值可參照說明書。
    ＩＮＤ：為一個１６位的字，用于參數號的擴展和參數號的下標。
     ２．３ ＰＺＤ 區
     主站到從站的ＰＺＤ的格式如下：
               
    從站到主站的 ＰＺＤ的格式如下：
               
     ＳＴＷ：為一個 １６ 位的控制字，用來控制變頻器的運行的動作。
     ＨＳＷ：為一個 １６ 位的字，用來表示變頻器的輸出頻率。
     ＺＳＷ：為一個 １６ 位的字，是變頻器的狀態字，用來指示變頻器當前的運行狀態。
     ＨＩＷ：為一個 １６ 位的字，表示變頻器的輸出頻率，其定義與ＨＳＷ一樣。
     變頻器接收控制的通信協議如下：
             
    同時，變頻器發送狀態數據，通信協議如下：
             
     其中，主站到從站和從站到主站的報文格式主要區別在于ＰＺＤ部分，因此接收還是發送信息見 ＰＺＤ。
    ３ ＶＣ＋＋６．０ 下對變頻器進行串行通信控制
     在 Ｗｉｎｄｏｗｓ 環境下，操作系統完全接管了各種硬件資源，不允許用戶直接控制串行口的中斷管理。以往程序員只能通過數目眾多的 ＡＰＩ 函數來控制串口。ＶＣ＋＋６．０ 下提供了 ＭＳＣｏｍｍ控件。用戶可以在自己的應用程序嵌入 ＭＳＣｏｍｍ 控件，利用它可以方便地進行計算機串口的通信管理。
    ３．１ ＭＳＣｏｍｍ 控件的實現過程
     實現步驟如下：在當前的 Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ 插入 ＭＳＣｏｍｍ控件。Ｐｒｏｊｅｃｔ 菜單→Ａｄｄ ｔｏ Ｐｒｏｊｅｃｔ→Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ→Ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ ＡｃｔｉｖｅＸ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ→選擇 Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｍ－ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ，ｖｅｒｓｉｏｎ ６．０ 插入當前的 Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ 中。結果添加了類 ＣＭＳＣｏｍｍ（及相應文件：ｍｓｃｏｍｍ．ｈ 和 ｍｓｃｏｍｍ．ｃｐｐ）
     在軟件上，采用 Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋來編制程序。程序中使用串行口控件（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ６．０），通過一個簡單的對話框程序，便實現了對變頻器的遠程控制。程序流程圖，如圖 ２所示。
                  
    ３．２ 初始化實現過程
     在對話框初始化函數 ＯｎｌｎｉｔＤｉａｌｏｇ（）中對串行口的一些參
數進行初始化的代碼。
     通過編制程序，實現了對變頻器的啟動、運行、停止及運行時間的控制。因此，對變頻器的直接控制，間接的實現了對離心機的運轉的操作，這樣我們可以通過對離心機中的鉆井液與離心機性能的變化，達到對離心機轉速的合理操作，解決我們的實際需要。
    ４ 結論
     利用 ＶＣ＋＋６．０ 下的 ＡｃｔｉｖｅＸ 控件和 ＭＭＶ 變頻器 ＲＳ４８５ 的串行通信功能，實現了在 Ｗｉｎｄｏｗｓ 環境下用計算機控制變頻器的任務，并能實時檢測各變頻器的運行狀態。整個控制系統靈活方便，具有很大的實用性。在油田部門中，可以方便的根據離心機中鉆井液性能的變化，通過此套閉環控制系統，有效的發揮離心機的功效，清除有害固相，回收加重材料，具有廣闊的應用前景。