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TOSHIBA VF-AS3 变频器 RS485 通信功能
时间: 2025-11-17浏览次数：
TOSHIBA VF-AS3 变频器 RS485 通信功能
TOSHIBA VF-AS3 变频器 RS485 通信功能
概述与安全规范
定位：专项说明 VF-AS3 变频器的 RS485 通信功能，需结合主说明书（E6582062）使用，核心目标是实现变频器与控制器（PLC / 电脑）或变频器间的远程数据交互。
安全核心要求：
安全项 具体要求 风险提示
线缆操作 禁止带电插拔 RS485 电缆 导致设备故障
接口限制 禁止将以太网接入 RS485 接口 通信异常或硬件损坏
存储寿命 EEPROM 写入次数≤10 万次，RAM 无限制 EEPROM 超限失效
超时设置 必设通信超时参数（[F803]/[F823]） 通信故障时设备无法停止
硬件接线与传输规格
1. RS485 接口定义
VF-AS3 提供 2 个 RS485 接口，引脚功能如下表（关键引脚加粗）：
接口类型 引脚 信号名 功能描述 接线要求
Connector1（默认 2 线） 4 RXA+/TXA+ 非极性收发数据 必接，2 线 / 4 线共用
5 RXB-/TXB- 极性收发数据 必接，2 线 / 4 线共用
8（3） SG 信号地 必接，防干扰
1/2/6 - 禁止连接 避免短路
7 Power 禁止连接 防电源冲突
Connector2（支持 2 线 / 4 线） 4 RXA+/TXA+ 2 线制收发 / 4 线制接收 [F829]=0（2 线）时生效
5 RXB-/TXB- 2 线制收发 / 4 线制接收 [F829]=0（2 线）时生效
3 TXA 4 线制发送 [F829]=1（4 线）时生效
6 TXB 4 线制发送 [F829]=1（4 线）时生效
8 SG 信号地 必接
2. 布线规范
线缆选择：屏蔽双绞线，导体截面积≥AWG24（0.22mm²），特性阻抗 100-120Ω。
必需电阻：
终端电阻：120Ω/1/2W，仅在总线两端的设备上连接。
上下拉电阻：510Ω/1/2W，每个节点均需连接，增强信号稳定性。
距离要求：通信线缆与主电路线缆间距≥20cm，避免干扰；4 线制时发送（TXA/TXB）与接收（RXA/RXB）需分开绞合。
3. 传输规格
项目 规格 默认值 备注
传输方式 半双工 - 同一时间仅收 / 发
同步方式 起止同步 - 靠 3.5 字节空白时间识别帧首尾
波特率 9600/19200/38400bps 19200bps 改后需断电复位生效
校验位 无 / 偶 / 奇校验 偶校验 改后需断电复位生效
数据位 ASCII：8 位（JIS X0201）；Binary/MODBUS：8 位 - -
停止位 接收：1 位；发送：2 位 - 兼容 1/1.5/2 位停止位的设备
错误检测 东芝协议：校验和；MODBUS：CRC16 - -
通信协议详解
1. 东芝变频器协议（默认，[F807]/[F827]=0）
支持 ASCII、Binary、块通信三种模式，核心是通过 “通信编号” 访问参数，命令含 R（读）、W（写 RAM+EEPROM）、P（写 RAM）、S（变频器间）等。
ASCII 模式：
格式：(INV-NO CMD 通信号 DATA & SUM ) CR（INV-NO：2 位，00-99；SUM 可选）。
示例：设频率 60Hz（通信号 FA01，60Hz=1770H），命令为(00PFA011770)CR，响应为(00PFA011770)CR。
Binary 模式：
格式：/ INV-NO CMD 通信号 DATA SUM（头码 “/”，INV-NO：1 位，00H-3FH；SUM 必选）。
示例：读输出频率（通信号 FD00），命令为2F 52 FD 00 82，响应为2F 52 FD 00 17 70 05（60Hz）。
块通信：
功能：单次通信读写多个预设参数（[F870]/[F871] 设写参数，[F875]-[F879] 设读参数）。
格式：电脑发 X 命令，变频器回 Y 命令，支持最多 2 个写参数 + 5 个读参数。
2. MODBUS-RTU 协议（[F807]/[F827]=1）
仅支持部分指令，数据为二进制，帧同步靠 3.5 字节空白时间，核心指令如下表：
指令（Hex） 功能 适用场景 示例（读输出频率 FD00）
03H 读数据 读 1 个 / 多个参数（间接读≤5 个，直接读≤8 个） 电脑发：01 03 FD 00 00 01 B5 A6；变频器回：01 03 02 17 70 B6 50
06H 单写数据 写 1 个参数 写 FA01=1770H（60Hz）：01 06 FA 01 17 70 E6 C6
10H 块写数据 写多个参数（如 [F870]/[F871]） 写 FA00+C400（正转）+FA01=1770H：01 10 18 70 00 02 04 C4 00 17 70 6D AF
17H 写读数据 同时写 + 读 写 FA00 + 读 FD01/FD00：01 17 18 75 00 02 18 70 00 02 04 C4 00 17 70 XX XX
2BH 读型号信息 读厂商 / 型号 / 版本 读 VFAS3-2037P：01 2B 0E 01 00 70 77；回 “TOSHIBA”“VFAS3-2037P”“0100”
CRC 计算：16 位，初始值 FFFFH，多项式 A001H，低位在前（如命令 01 03 FD 00 00 01 的 CRC 为 B5 A6）。
核心功能：变频器间通信
通过 RS485 实现多变频器主从控制（无需 PLC），仅支持东芝协议，核心参数 [F806]/[F826]（主从模式）。
1. 主从设置
角色 参数设置（[F806]/[F826]） 功能
主站 3（发频率指令）/4（发输出频率）/5（发转矩指令）/6（发输出转矩） 持续发 S 命令（正常）/s 命令（故障），无响应
从站 0（故障时 0Hz）/1（故障时继续运行）/2（故障时急停） 接收主站命令，不响应
2. 速度比例控制
从站频率由主站命令按比例转换，支持两点校正（[F810]-[F814]）：
无校正：从站频率(Hz) = (主站命令(%) × 从站最大频率) / 10000（1%=100）。
两点校正：从站频率 = [(点2频率-点1频率)/(点2指令-点1指令)]×(主站指令-点1指令) + 点1频率。
示例：主站发 50%（5000），从站最大频率 90Hz，无校正时从站频率 =（5000×9000）/10000=45Hz。
通信相关参数
核心参数需通过面板或通信设置，部分需断电复位生效，关键参数如下表：
参数编号 参数名 功能 调整范围 默认值 生效方式
F800/F820 RS485 波特率 设通信速率 0=9600bps，1=19200bps，2=38400bps 1 断电复位
F801/F821 RS485 校验 设校验方式 0 = 无，1 = 偶，2 = 奇 1 断电复位
F802 变频器编号 设唯一地址 0-247 0 立即
F803/F823 通信超时时间 设超时检测时长 0.0（禁用），0.1-100.0s 0.0 立即
F804/F824 超时操作 超时后动作 1 = 继续运行，4 = 立即跳闸，6 = 减速后跳闸 1 立即
F807/F827 协议选择 选东芝 / MODBUS 0 = 东芝，1=MODBUS 0 断电复位
F829 RS485 (2) 布线 2 线 / 4 线切换 0=2 线，1=4 线 0 立即
故障排查与附录
1. 常见故障及解决
故障现象 可能原因 解决措施
通信无响应 1. 波特率 / 校验 / 协议不匹配；2. 接线错误；3. 变频器编号不匹配 1. 统一参数（如均设 19200bps + 偶校验 + 东芝协议）；2. 检查 A+/B-/SG 接线，接电阻；3. 确认 INV-NO 与 [F802] 一致
Err5 跳闸（通信超时） 1. 线缆断开；2. 超时时间过短；3. 主站无数据发送 1. 检查线缆；2. 增大 [F803]/[F823]（如设 1.0s）；3. 确认主站正常发命令
写参数报错（N0000） 1. 运行中写禁止参数（如最大频率）；2. 参数锁定（[F700]=2/4） 1. 停机后写；2. 设 [F700]=0（解除锁定）
2. 附录信息
附录 1（数据码表）：提供 JIS ASCII 码，如 “41H=A”“30H=0”，用于 ASCII 模式数据解析。
附录 2（响应时间）：计算方式为 “数据通信时间（字节数 × 位数 / 波特率）+ 变频器处理时间（最大 10ms）”，示例：19200bps、8 字节、11 位，通信时间 =（8×11）/19200≈4.6ms，总响应时间≈14.6ms。
附录 3（型号表）：对应 [FB05] 参数，如 VFAS3-2037P（200V/3.7kW）的 FB05 值为 9（十进制）。
关键问题
问题 1：VF-AS3 变频器 RS485 通信布线时，必须遵守哪些硬件规范？若忽略这些规范会导致什么后果？
答案：必须遵守的硬件规范如下：
线缆选择：使用屏蔽双绞线，导体截面积≥AWG24（0.22mm²），特性阻抗 100-120Ω，避免与主电路线缆并行（间距≥20cm），防止干扰。
电阻连接：
总线两端设备必须接120Ω/1/2W 终端电阻（抑制信号反射）；
所有节点必须接510Ω/1/2W 上下拉电阻（增强信号驱动能力）。
引脚与布线模式：
Connector1 仅支持 2 线制，必接 4 脚（A+）、5 脚（B-）、8 脚（SG），1/2/6/7 脚禁止连接；
Connector2 支持 2 线 / 4 线（[F829] 切换）：2 线制同 Connector1，4 线制需额外接 3 脚（TXA）、6 脚（TXB），且发送 / 接收线分开绞合。
接口限制：禁止将以太网接入 RS485 接口，禁止带电插拔通信线。
忽略规范的后果：
无终端电阻会导致信号反射，出现通信丢包或数据错误；
无上下拉电阻会导致弱信号环境下通信中断；
线缆不符合要求或与主电路并行会引入电磁干扰，导致频率 / 电流监控偏差；
带电插拔或错接以太网会损坏 RS485 接口电路，引发设备故障。
问题 2：在 MODBUS-RTU 协议下，如何通过 03H 指令读取 VF-AS3 变频器的输出频率（通信号 FD00）？需明确指令格式、CRC 计算过程及响应解析。
答案：以 “变频器编号 1（01H）、波特率 19200bps、偶校验” 为例，步骤如下：
1. 指令格式（电脑→变频器）
MODBUS-RTU 读指令（03H）固定为 8 字节，格式如下：
字节位置 内容 说明 示例值（Hex）
1 变频器编号 0-247，0 为广播（无响应） 01
2 指令码 读数据固定为 03H 03
3-4 通信号（高位→低位） 输出频率通信号为 FD00H FD 00
5-6 读字数（高位→低位） 读 1 个参数固定为 0001H 00 01
7-8 CRC16（低位→高位） 按多项式 A001H 计算 B5 A6
最终指令：01 03 FD 00 00 01 B5 A6。
2. CRC16 计算过程（以指令前 6 字节 “01 03 FD 00 00 01” 为例）
初始值：FFFFH；
逐字节异或：
FFFF XOR 01H = FFFEH；
FFFEH XOR 03H = FFFDH；
FFFDH XOR FD H = FF00H；
FF00H XOR 00H = FF00H；
FF00H XOR 00H = FF00H；
FF00H XOR 01H = FEFFH；
每字节左移 8 次，遇最低位 1 则异或 A001H，最终计算结果为 B5A6H（低位 B5H 在前，高位 A6H 在后）。
3. 响应解析（变频器→电脑）
正常响应为 7 字节，格式如下：
字节位置 内容 说明 示例值（Hex） 解析结果
1 变频器编号 与指令一致 01 -
2 指令码 与指令一致（03H） 03 -
3 数据字节数 1 个参数 = 2 字节 02 -
4-5 输出频率（高位→低位） 单位 0.01Hz 17 70 1770H=6000→60.00Hz
6-7 CRC16 响应数据的 CRC B6 50 -
若输出频率为 60Hz，响应为01 03 02 17 70 B6 50，解析得实际频率 = 6000×0.01=60.00Hz。
问题 3：VF-AS3 变频器间通信（主从模式）中，主站与从站的参数设置有哪些关键要求？如何实现从站频率跟随主站按比例变化（示例：主站发 50% 指令，从站输出 45Hz）？
答案：
1. 主从站关键参数设置（均需东芝协议，[F807]/[F827]=0）
角色 关键参数 设置要求 示例（从站输出 45Hz）
主站 [F806]/[F826] 设 3（发频率指令）/4（发输出频率），仅 1 个主站 [F826]=3（发频率指令）
主站 [F800]/[F820] 与从站一致，默认 19200bps 1（19200bps）
主站 [F801]/[F821] 与从站一致，默认偶校验 1（偶校验）
从站 [F806]/[F826] 设 0（故障 0Hz）/1（故障继续）/2（故障急停） [F826]=0
从站 [F823]（超时时间） 设 0.1-100s（防线缆断开失控） 1.0s
从站 [FMOd]（频率指令源） 设 21（Connector1）/22（Connector2） 22（用 Connector2）
从站 [FH]（最大频率） 设目标最大频率，示例为 90Hz 90.0Hz（9000×0.01Hz）
2. 比例控制实现（无两点校正，[F810]=0）
主站指令计算：主站频率指令以 “%” 为单位（1%=100），若需从站输出 45Hz，主站指令 =（从站目标频率 ×10000）/ 从站最大频率 =（45×10000）/90=5000（即 50%）。
主站发送命令：主站通过 Binary 模式发 S 命令（53H），格式为/ INV-NO 53H 通信号 DATA SUM，其中：
INV-NO：FFH（广播，所有从站接收）；
通信号：FA05（Connector2 频率指令）；
DATA：5000（50%，Hex=1388H）；
指令示例：2F FF 53 FA 05 13 88 XX（XX 为 SUM 值）。
从站频率转换：从站接收指令后，按公式计算频率：从站频率(Hz) = (主站指令(%) × 从站最大频率) / 10000 = (5000×9000)/10000=4500→45.00Hz，实现比例跟随。
