阅读说明：本技术 一种基于can通信的变频器在线示波器实现方法 (Converter online oscilloscope implementation method based on CAN communication ) 是由 张旭梅 梅意安 王胜勇 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及变频器调试技术,具体涉及一种基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法,包括上位机发送启动或停止命令报文,接收应答报文；若上位机在一段时间内未接收到应答报文,则需重新发送命令报文,直到接收到应答报文。该方法解决了变频器调试中的一些难题,开发了上位机在线示波器功能,极大地方便了变频器的调试,提高了调试效率,减少调试对一些仪器的依耐性,且通过保存波形数据的方式可方便地实现远程协作。而且,内存空间需求小,实时采集实时显示,方便直观,能方便地确定变频器各功能时序的正确性。无需外接示波器即可实时查看调试过程中的各变量波形,方便定位问题点。各波形数据能完整保存,方便后续分析调出查看。(The invention relates to a frequency converter debugging technology, in particular to a frequency converter online oscilloscope implementation method based on CAN communication, which comprises the steps that an upper computer sends a start or stop command message and receives a response message; if the upper computer does not receive the response message within a period of time, the command message needs to be sent again until the response message is received. The method solves the problems in debugging the frequency converter, develops the functions of the online oscilloscope of the upper computer, greatly facilitates the debugging of the frequency converter, improves the debugging efficiency, reduces the tolerance of the debugging to some instruments, and can conveniently realize remote cooperation by storing waveform data. And the requirement on the memory space is small, real-time acquisition and real-time display are realized, the operation is convenient and visual, and the correctness of each functional time sequence of the frequency converter can be conveniently determined. Variable waveforms in the debugging process can be checked in real time without an external oscilloscope, and problem points can be conveniently located. Each waveform data can be completely stored, and the subsequent analysis, calling and checking are facilitated.)

一种基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法

技术领域

本发明属于变频器调试技术领域，尤其涉及一种基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法。

背景技术

随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展，变频器已经广泛地应用于交流电动机的无级调速。

上位机作为一种方便直观的调试工具，可以查看和修改参数，方便快捷地实现各种功能调试，深受开发及调试人员喜爱。

但是在变频器调试过程中，仍然发现有些需求很难实现，比如需要确定各功能时序正确性；有些需求实施起来很麻烦，比如需要查找定位问题时，需要示波器来配合，而且还要接各种线缆等等，而且现场经常不具备这种条件。

离线示波器能一定程度解决相关问题，但是需要耗费大量内存空间，且无法实时显示波形，存在采集耗时长且不易采集到需要的波形等各种问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现变频器通过在线示波器实时观测程序内部变量，方便变频器调试的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法，包括上位机发送启动或停止命令报文，接收应答报文；若上位机在一段时间内未接收到应答报文，则需重新发送命令报文，直到接收到应答报文。

在上述的基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法中，上位机接收数据实时绘制波形并显示，同时以txt文件保存为坐标点，或者直接保存为bmp格式的波形图片。

在上述的基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法中，数据传输过程基于CAN通信协议，上位机为主站，变频器为从站，双方协定好数据通信格式。

在上述的基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法中，在线示波器的数据采集和发送包括变频器接收到启动报文后，按一定时间周期和双方协定好的数据通信格式进行数据的实时采集和发送。

在上述的基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法中，在线示波器的波形显示包括实时绘制，且具有波形局部缩放、波形整体移动、坐标轴缩放、坐标线定位。

本发明的有益效果：内存空间需求小，实时采集实时显示，方便直观。能方便地确定变频器各功能时序的正确性。无需外接示波器即可实时查看调试过程中的各变量波形，方便定位问题点。各波形数据能完整保存，方便后续分析调出查看。本发明可提高调试效率，减少调试对仪器的依耐性，通过保存波形数据的方式可方便地实现远程协作。

附图说明

图1为本发明一个实施例数据传输过程示意图；

图2为本发明一个实施例上位机示例波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本实施例一种基于CAN通信的变频器在线示波器实现方法，实现了变频器通过在线示波器实时观测程序内部变量，从而明确程序执行情况及变频器运行状况，方便了用户调试时确认功能时序的正确性及分析查找问题。

本实施例数据传输过程基于CAN通信协议，上位机为主站，变频器为从站，双方协定好数据通信格式。

数据传输过程分为三个部分：启动、数据传输和停止。启动和停止过程采用应答方式。点击上位机示波器界面的在线示波器运行或停止按钮后，由上位机发送在线示波器启动或停止命令报文(即示波器相关参数设置报文)，变频器接收到在线示波器启动报文，则开始在线示波器的数据采集和发送；变频器收到停止命令报文后，停止在线示波器报文发送并发送停止应答报文，同时停止采集操作。如果上位机在一段时间内未接收到变频器的应答报文，上位机需重新发送命令报文，直到接收到变频器的应答报文。

波形显示由上位机根据接收到的数据实时绘制而成，能缩放，每条曲线有自己独立的坐标，也可根据需要更换为其他任何一条曲线的坐标，方便查看具体的问题点，且绘制完成的曲线及其数据都可以进行完整的保存，以便后续分析使用。具体包括以下步骤：

(1)数据传输过程分为三个部分：启动、数据传输和停止。

(2)启动和停止过程采用应答方式。由上位机发送在线示波器启动或停止命令报文(即示波器相关参数设置报文)。

(3)变频器接收到在线示波器启动报文，则开始在线示波器的数据采集和发送；变频器收到停止命令报文后，停止在线示波器报文发送并发送停止应答报文，同时停止采集操作。

(4)如果上位机在一段时间内未接收到变频器的应答报文，上位机需重新发送命令报文，直到接收到变频器的应答报文。

(5)波形显示由上位机根据接收到的数据实时绘制而成。

(6)可以将采集到的波形以txt文件保存为坐标点，或者直接保存成bmp格式的波形图片。

经过上述步骤，实现基于CAN通信的变频器在线示波器。

并且，在线示波器的数据采集和发送，变频器接收到启动报文后，按一定时间周期和双方协定好的数据通信格式进行数据的实时采集和发送。

并且，在线示波器的波形显示包括实时绘制，且具有波形局部缩放、波形整体移动、坐标轴缩放、坐标线定位等功能。

并且，在线示波器的波形可以通过txt文件能完整保存所有波形数据，且重新打开该文件时，虽不是实时绘制的波形却也能实现波形局部缩放、波形整体移动、坐标轴缩放、坐标线定位各项功能。

具体实施时，一、在线示波器功能的整个数据传输过程分为三个部分：启动、数据传输和停止。传输过程如图1所示。

二、数据交互报文传输协议

1、上位机请求曲线报文

上位机请求传输数据报文，最多为6条曲线，最少可以为1条。变频器根据接收到的报文参数编码来传对应的参数值数据。由于一条can报文最多可以发送8个字节，因此，在请求多条曲线时，需要发送多条can报文。按照请求不同的曲线数量，规定上位机can发送报文格式。其中，命令码(1byte)意义如下：0x01请求传输数据；0x02在线控制；0x03请求停止传输数据。参数类型(1byte)意义如下：1代表数据类型bool型；2代表16位带符号数int。

A：一条或两条曲线时：

请求一条或两条曲线，使用一条can报文就可以实现，因此，具体报文的定义如表1所示：

表1.

编码内容

数据长度

采样时间

命令码

参数类型1

参数编码1

参数类型2

参数编码2

长度

1byte

4bit

4bit

1byte

2bytes

1byte

2bytes

0xxx

0xxx

0x01

0xxx

0xxx

0xxx

0xxx

B:三条或四条曲线时：

请求三条或四条曲线，需要使用两条can报文才可以把有效数据发送完毕，因此，具体报文的定义如表2、表3所示：

第一帧数据格式：

表2.

第二帧数据格式：

表3.

编码内容

报文头

参数编码2低字节

参数类型3

参数编码3

参数类型4

参数编码4

长度

1byte

1bytes

1byte

2bytes

1byte

2bytes

0x21

0xxx

0xxx

0xxx

0xxx

0xxx

C:五条或六条曲线时：

请求五条或六条曲线，需要使用三条can报文才可以把有效数据发送完毕，因此，具体报文的定义如表4、5、6所示：

第一帧数据格式：

表4.

第二帧数据格式：

表5.

编码内容

报文头

参数编码2低字节

参数类型3

参数编码3

参数类型4

参数编码4

长度

1byte

1bytes

1byte

2bytes

1byte

2bytes

0x21

0xxx

0xxx

0xxx

0xxx

0xxx

第三帧数据格式：

表6.

编码内容	报文头	参数类型5	参数编码5	参数类型6	参数编码6
						长度	1byte	1byte	2bytes	1byte	2bytes
	0x22	0xxx	0xxx	0xxx	0xxx

2、变频器回复上位机曲线报文

变频器传输数据报文，按照请求传输报文中的参数编码的顺序一一对应。上位机根据接收到的数据及自己发送的请求报文中的参数编码及曲线数来画对应的曲线。上位机如果长时间接收不到报文，则判定为断线，发停止命令。由于上位机在线示波器的曲线数目最多为6条，而一帧CAN报文最多可以发送3条曲线的内容。为了方便上位机统计数据并且不出错，使用两个CAN ID来发送曲线的报文。

若发送的曲线下标小于3，则发送曲线数据的ID为一个，发送曲线的具体协议如表7所示：

表7.

若发送的曲线下标大于3，即发送4-6条曲线，发送曲线的ID为另一个，发送曲线的具体协议如表8所示：

表8.

编码内容	数据包个数	参数值4	参数值5	参数值6
					长度	2bytes	2bytes	2bytes	2bytes
	0xxx	0xxx	0xxx	0xxx

3、上位机在线控制报文

上位机在线控制报文，上位机每接收到1000条报文发送一次，变频器根据该报文判断通信是否断开，若发送的报文计数超过5000条还未接收到该报文，则判定为断线，不再回复上位机示波器曲线报文，并重启CAN控制器。如下表所示。

表9.

编码内容	数据长度	命令码
			长度	1byte	1byte
	0x01	0x02

4、上位机请求停止传输数据报文

上位机请求停止传输数据报文，变频器接收到该条报文后停止数据报文发送。

表10.

编码内容	数据长度	命令码
			长度	1byte	1byte
	0x01	0x03

三、上位机实时绘制波形图

上位机根据接收到的数据报文实时绘制成曲线显示给用户，且具有波形局部缩放、波形整体移动、坐标轴缩放、坐标线定位等功能，还可以将采集到的波形以txt文件保存为坐标点，或者直接保存成bmp格式的波形图片。其功能类似于录波仪，只要计算机的内存足够大，可采集很长一段时间内的数据点供用户分析使用。示例波形图如图2。

本实施例能很好的解决变频器调试中的一些难题，提高调试效率，减少调试对一些仪器的依耐性，且通过保存波形数据的方式可方便地实现远程协作。方便了开发和调试人员的使用。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。