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C#上位机使用Modbus RTU协议控制变频器

一、RTU报文格式示例

通信命令码：

03H:读从机参数    
06H:写从机参数   
10H:写多个参数

上位机写单个寄存器：【从机地址】1字节+【命令码】1字节+【寄存器地址高-低】2字节+【数据值高-低】2字节+【CRC校验值低-高】2字节，总共8字节。
上位机读寄存器：【从机地址】1字节+【命令码】1字节+【寄存器地址高-低】2字节+【读取寄存器数量高-低】2字节+【CRC校验值低-高】2字节，总共8字节。

二、生成CRC校验值的方法

        private byte[] CalculateCrc(byte[] data){ushort crc = 0xFFFF;for (int i = 0; i < data.Length; i++){crc ^= (ushort)data[i];for (int j = 0; j < 8; j++){if ((crc & 0x0001) != 0){crc >>= 1;crc ^= 0xA001;}else{crc >>= 1;}}}byte[] crcBytes = new byte[2];//CRC低位crcBytes[0] = (byte)(crc & 0xFF);//CRC高位crcBytes[1] = (byte)(crc >> 8);return crcBytes;}

三、对变频器进行读写

这个方法是将传入的不带CRC校验的字节数组计算CRC校验值之后组成完整的报文并下发。

 public void WriteMessage(byte[] data){try{//计算CRC校验值byte[] crc = this.CalculateCrc(data);//把CRC校验值组合进去，组成完整的报文byte[] sendDataCRC = data.Concat(crc).ToArray();//将加了CRC校验值的报文转换成16进制的字符串string str = this.serialPortHelper.AlgorithmHelperObject.BytesTo16(sendDataCRC, Enum16Hex.Blank);this.SendData(str);}catch (Exception ex){MessageBox.Show("主站设备下发报文错误：" + ex.Message);}}

当通道有数据传回时，通过串口的DataReceived事件直接触发接收数据方法，并将报文显示到界面上。

this.serialPortHelper.SerialPortObject.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(this.SerialPort_DataReceived);private void SerialPort_DataReceived(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
{try{string data = string.Empty;byte[] temp = this.serialPortHelper.ReceiveData();if (temp.Length != 0){foreach (var item in temp){data += item.ToString("X2") + " ";}}this.txtReceiveData.Invoke(new Action<string>(s =>{ this.txtReceiveData.Text += "【" + DateTime.Now.ToLongTimeString() + "】" + s + "\r\n"; }), data);}catch (Exception ex){MessageBox.Show("接收数据出现错误：" + ex.Message);}
}public byte[] ReceiveData()
{//定义一个接收数组，获取结束缓冲区数据的字节数byte[] byteData = new byte[this.serialPort.BytesToRead];//读取数据this.serialPort.Read(byteData, 0, serialPort.BytesToRead);return byteData;
}

1、设定变频器运行频率

变频器频率设置地址为1E01H。

 private void btnSetHz_Click(object sender, EventArgs e){//从机地址【0X01】//命令码【0X03】，读从机参数//起始地址【0X0000】，对应PLC的40001//寄存器数量【0X0001】//byte[] sendData = new byte[6] {0X01, 0X03, 0X00, 0X00, 0X00, 0X01};//将写入的数据转换为字节数组，最大频率设置为5000，即50.00Hzbyte[] value = new byte[2];if (Convert.ToInt32(this.txtSetHz.Text.Trim()) > 5000){value = BitConverter.GetBytes(5000);}else{value = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(this.txtSetHz.Text.Trim()));}//报文格式：从机地址【1字节】——通信命令码【1字节】——参数地址【2字节，高-低位】——参数值【2字节，高-低位】——CRC【2字节，低-高位】//除了CRC之后的报文，从机地址：0X01，命令码：0X06（写入单个寄存器），寄存器地址：0X1E01，写入的数据：writeData[]。byte[] sendData = new byte[6] { 0X01, 0X06, 0X1E, 0X01, value[1], value[0] };WriteMessage(sendData);}

2、启动/停止变频器运行

变频器操作命令字地址为1E00H。

private void btnOperateCode_Click(object sender, EventArgs e)
{byte[] value = new byte[2];value = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(this.cboxOperateCode.Text));byte[] sendData = new byte[6] { 0X01, 0X06, 0X1E, 0X00, value[1], value[0] };WriteMessage(sendData);
}

3、监控变频器状态

变频器状态地址为1E02H。

 private void btnMonitorUuivertorState_Click(object sender, EventArgs e){isMonitor = true;if (thread == null){thread = new Thread(ReadUuivertorState);thread.IsBackground = true;thread.Start();}}private void ReadUuivertorState(){while (isMonitor){//byte[] value = new byte[2];//value = BitConverter.GetBytes(Convert.ToInt16(this.cboxOperateCode.Text));//报文格式：从机地址【1字节】——通信命令码【1字节】——参数地址【2字节，高-低位】——参数个数【2字节，高-低位】——CRC【2字节，低-高位】//除了CRC之后的报文，从机地址：0X01，命令码：0X03（读单个或多个寄存器），寄存器地址：0X1E02，参数个数：0X0001。byte[] sendData = new byte[6] { 0X01, 0X03, 0X1E, 0X02, 0X00, 0X01 };WriteMessage(sendData);Thread.Sleep(1000);}}

四、仿真测试

1、设置运行频率

2、启动变频器运行

3、读取变频器状态