ModbusRTU智能测控装置数据采集终端操作说明书资料.docx
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ModbusRTU智能测控装置数据采集终端操作说明书资料
ModbusRTU智能测控装置数据采集终端操作说明书
1.绪论
1.1前言
尊敬的客户，感谢您使用深圳市信立科技有限公司的产品，衷心希望我们的产品能够为您创造出更多的价值。
本手册详细地介绍了设备的性能特点和技术指标、安装使用方法以及设备的诊断和维护等内容，文中包含许多与产品相关的重要信息，为确保设备的正常、高效使用，请您务必在设备使用之前仔细阅读本手册。
严格按照本手册的说明进行操作可以保证产品使用的安全性和规范性。
如果在使用过程中有任何疑问，可随时与本公司客户服务中心联系，我公司将及时由专业技术工程师为您提供服务。
2.产品介绍
2.1智能测控装置产品简介
XL65智能测控装置是无线测控装置的升级产品，智能化更高、扩展性更强、功耗更低、应用更广。
更多的I/O组合，应用广泛，易于系统改造：
1、直接接入传感器、变送器信号，且可接入两线制4-20mA信号并带隔离。
2、选用16位的A/D转换元件，转换精度0.01%F.S.。
3、主机可型：
4AI、4DI/4DO；扩展模块可选：
4DI/4DO、4AI等配置的模块。
模块通过级联总线接入主机，级联时默认模拟量模块优先排列。
4、有1路RS485接口，用于读取智能设备的数据；测控装置还可向智能设备提供电源。
5、超低功耗，可用电池供电。
6、选配套传感器，使用更方便。
智能化数据处理：
1、对智能设备的数据进行协议转换、处理、存贮。
2、自动配置通讯参数。
3、通讯中断自动保存数据，通讯恢复自动发送数据。
4、监测参数越限发数据。
5、电池参数监测，多级预警。
可选多种通讯方式，构建适合的通讯网络：
1、支持2.4GHz、490MHz、GPRS等通讯方式。
2、支持MODBUSRTU通信协议，i.XL通信协议。
3、提供用户指定的通信协议，满足用户的个性化需求。
实现节点之间数据交互，应用更广：
支持2.4GHz、490MHz无线通讯方式时，测控装置之间通过点对点，及点对多点通讯方式互相交换数据。
2.2型号说明（具体可参考公司网站选型表或联系我们）
智能测控装置包括XL60系列、XL65系列及XL62系列，下面以XL65系列来举例说明：
图2.1型号说明
2.3技术特点
无线通讯技术参数：
方式
2.4GHz
490MHz
GPRS
技术
参数
发射功率：
100mW
接收灵敏度：
-97dBm
调制方式：
GFSK
带宽：
80MHz
信道：
16
速率：
250Kbps
发射功率：
500mW
接收灵敏度：
-119dBm
调制方式：
GFSK
带宽：
20MHz
信道：
50
速率：
1200-115200bps
射频频段：
900/1800MHz
输出功率：
Class4（33dBm±2dBm）forGSM900；
Class1（30dBm±2dBm）forGSM1800
速率：
20Kbps
理想距离
800Km（地理环境影响传输距离）
1.5Km（500mW）（地理环境影响传输距离）
无距离限制
网络结构
星型或MESH网络
星型网络
星型网络
通信协议
MODBUSRTU，i.XL协议，用户要求的通信协议。
串口技术参数：
通讯接口
1个RS-485-2w：
Data+，Data-，GND
通信协议
可接入支持任何协议的智能装置。
串口参数
串口保护：
全信号15KVESD保护
通讯参数
数据位：
7，8。
停止位：
1，2。
校验位：
None，Even，Odd。
波特率：
1200bps~115200Kbps。
信号输入/输出：
输入种类
模拟量输入
模拟量输出
开关量输入
开关量输出
输入参数
输入参数：
0～20mA、4～20mA、0～5V、1～5V等等（特殊参数可定制）。
传感器输入：
温度传感器、压力传感器、液位传感器、位移传感器等等各类传感器或变送器。
输入隔离：
2.5KVDC，无需外加信号隔离器。
绝缘电阻：
100MΩ，500VDC。
转换精度：
0.1%F.S.。
传感器输入：
能接入温度传感器、压力传感器等特殊输出参数的传感器。
输出参数：
0～20mA、4～20mA（特殊参数可定制）。
干接点、脉冲信号输入。
输出类型：
干接点。
接点负载：
AC250V、5A；DC30V、5A。
其它技术参数：
工作电压
DC12V。
防护等级
外壳：
PE材料，防护等级IP54。
安装方式
壁挂安装或导轨安装。
使用环境
全工业级设计，环境温度：
最宽范围温度能应用于-40～+85℃（LCD工作范围-20～+70℃）的环境；环境湿度：
相对湿度95%。
试验标准
抗电磁干扰：
IEC61000-6-2，GB/T17799.2冲出与震动：
GB/T2423.10，IEC60068-2-6；
认证：
CE；ROHS；CCC。
质量保证
3年
3电气安装与接线
3.1产品外观说明
XL65系列智能测控装置主要的外观部件拨码开关、指示灯。
主采集器有4AI和4DI/4DO两种模块，下图以四路模拟量为例说明，图3.1是XL65系列智能测控装置的外观示意图。
（注明：
具体产品外观，以实物为准。
）
图3.1XL65系列智能测控装置外观示意图
1面板指示灯------------设置参数及查看设置信息
采集器设备的面板指示灯说明：
Ø系统运行指示灯
正常模式下：
周期性每2s亮灭一次。
休眠模式下：
设备进入休眠模式过程中自检结束后常亮，进入休眠模式。
后不会点亮。
Ø模式指示灯
正常模式下：
黄色灯会常亮。
休眠模式下：
绿色灯，设备进入休眠模式过程中闪烁一下然后进入休眠。
模式。
在休眠模式下不会点亮。
ØRF模块接收数据指示灯
正常模式下：
RF模块接收到数据后，RF模块接收数据指示灯闪烁一次。
休眠模式下：
不会点亮。
ØRS485口接收数据指示灯
正常模式下：
Rs485口接收到数据后，指示灯闪烁一次。
休眠模式下：
不会点亮。
Ø主从通讯故障告警指示灯
主从设备通讯故障时红灯常亮，主设备才会有此功能。
Ø级联设备回复数据指示灯
正常模式下：
设备接收到级联设备回复数据，指示灯闪烁一次。
休眠模式下：
不会点亮。
2拨码开关------------设备通过拨码开关选择工作模式
下面为拨码开关说明：
三位拨码开关，拨往”ON”则该为“0”，拨往”123”位号端该为“1”。
序号
拨码开关位号
工作模式
1
2
3
1
0
0
0
定时上传数据模式
2
0
0
1
正常工作模式
3
0
1
0
同步参数模式
4
0
1
1
级联初始化模式
5
1
0
0
参数设置
6
1
0
1
保留
7
1
1
0
保留
8
1
1
1
设备自检模式
000：
定时上传数据模式
按照定时上传协议周期性上传采集数据
001：
正常工作模式
可以通过rf和串口方式发送modbus命令读取采集数据。
010：
同步参数模式（用于从管理器获取配置参数）
进入同步模式后，采集器自动从管理器获取设备参数，系统运行灯以100ms闪烁，同步参数成功后常亮。
100：
参数设置
用于485调试用，485接在从设备的485接口上。
011：
级联初始化模式
采集器的主设备进入级联初始化模式，采集器的从设备工作在正常工作模式，主设备发送命令读取从设备的信息（设备地址和设备类型）。
系统运行灯以100ms闪烁，读取从设备信息完成后1s闪烁。
111：
设备自检模式。
设备自检模式下，cpu检测接口的通信情况。
采集器具有两种工作模式，定时休眠和正常工作模式。
“定时工作模式”：
采集设定一个采集周期，采集器根据设定的周期时间从休眠状态醒来采集数据进行传输，然后再进入休眠，如此反复工作。
“正常工作模式”：
设备一直处于工作状态。
3复位按钮RST--------使设备进入工作状态
4旋转编码器---------选择接入变送器组合
接入变送器之前首先设置变送器的modbus地址，温湿度变送器地址设置成1，压力变送器地址设置成2，热量表地址设置成3。
序号
旋转拨码开关数值
接入变送器组合
说明
1
0
温湿度变送器
温湿度变送器的地址设置成1
2
1
压力变送器
压力变送器的地址设置成2
3
2
热量表
热量表的地址设置成3
4
3
压力变送器
热量表
压力变送器的地址设置成2
热量表的地址设置成3
5
4
压力变送器
温湿度变送器
温湿度变送器的地址设置成1
压力变送器的地址设置成2
6
5
温湿度变送器
热量表
温湿度变送器的地址设置成1
热量表的地址设置成3
7
6
温湿度变送器
压力变送器
温湿度变送器
温湿度变送器的地址设置成1
压力变送器的地址设置成2
热量表的地址设置成3
8
7
两个压力变送器
1个热量表
第1个压力变送器的地址设置成2
第2个压力变送器的地址设置成4
热量表的地址设置成3
9
8
3.2设备接线说明
◆级联及电源接线说明：
（如图3.2）
设备端口
V+
V-
A
B
V+
V-
说明
主设备24V
主设备GND
从设备RS485+
从设备RS485-
从设备24V
从设备GND
标号
9
11
10
注：
设备供电采用标准DC12v。
◆接线图：
图3.2级联及电源端子接线
3.3安装及结构说明
3.3.1安装说明
卡轨安装方式，用户可以根据现场情况选择相应的安装方式。
注：
天线高度离地面高度≥1.5m，注意天线阻抗匹配，天线电缆不宜太长，否则会有衰减。
3.3.2产品尺寸
图3.3XL65安装尺寸图
4.软件配置参数及调试工具操作说明
用USB转串口线接入智能测控装置设备的485接口进行数据查看和收发指令，修改参数，拨码开关拨到100（参数设置）；智能测控装置寄存器地址表参考“5.通信协议使用说明”，智能网关调试配置同步参数参考“智能网关使用说明书”，如图4.1：
图4.1串口数据
5.通信协议使用说明
5.1智能测控装置
5.1.1Modbus命令格式
ADD
CS
DATA
CRC
地址码
功能码
数据区
错误校验
1字节
8位
1字节
8位
N字节
N×8位
2字节
16位
5.1.1.1地址码（ADD）
地址码为每次通讯传送的信息帧中的第一个数据帧（8位），从1到255。
这个字节表明由用户设定地址码的子机将接收由主机发送来的信息。
并且每个子机都有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。
主机发送的地址码表明将发送到的子机地址，而子机发送的地址码表明回送的子机地址。
5.1.1.2功能码（CS）
功能码是每次通讯传送的信息帧中的第二个数据帧。
ModBus通讯规约定义功能码为1～127（01H～7FH）。
温湿度传感器利用其中的一部分功能码。
作为主机请求发送，通过功能码告诉子机执行什么动作。
作为子机响应，子机发送的功能码与主机发送来的功能码一样，并表明子机已响应主机进行操作。
如果子机发送的功能码的最高位是1（功能码＞127），则表明子机没有响应或出错。
下表列出的功能码都具体的含义及操作。
MODBUS部分功能码
功能码
定义
操作
03H
读寄存器
读取一个或多个寄存器的数据
10H
写寄存器
把一个16位二进制数写入寄存器
03:
读寄存器
温湿度传感器采用ModBus通讯规约，利用通讯命令，可以进行读取点寄存器）。
功能码03H映射的数据区的保持和输入寄存器值都是16位（2字节）。
这样从温湿度传感器读取的寄存器值都是2字节。
一次最多可读取寄存器数根据后续寄存器表给出。
子机响应的命令格式是子机地址、功能码、数据区及CRC码。
数据区的数据都是每2个字节为一组的双字节数，且高字节在前。
10:
写寄存器：
主机利用这条命令把多点数据保存到温湿度传感器的存储器,Modbus通讯规约中的寄存器指的是16位（即2字节），并且高位在前。
这样温湿度传感器用一条命令保存的最大寄存器数根据后续寄存器表给出。
5.1.1.3数据区（DATA）
数据区随功能码不同而不同。
由主机发送的读命令（03H）数据区与子机应答信息帧的数据区是不同的，由主机发送的写命令（10H）数据区与子机应答信息帧的数据区是完全相同。
数据区包含需要子机执行什么动作或由子机采集的需要回送的信息。
例如，功能码告诉子机读取寄存器的数值，则数据区必须包含要读取寄存器的起始地址及读取长度（寄存器个数）。
与功能码03对应的数据区格式：
主机发送
数据顺序
1
2
数据含义
起始地址
读寄存器个数
字节数
2
2
子机应答
数据顺序
1
2
数据含义
回送字节数
N个寄存器的数据
字节数
1
2×N
与功能码10对应的数据区格式：
数据顺序
1
2
…
N
数据含义
起始地址
写入数据1
…
写入数据N
字节数
2
2
…
2
5.1.1.4校验码（CRC）
主机或子机可用校验码进行判别接收信息是否出错。
有时，由于电子噪声或其他一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，校验码保证了主机或子机对在传送过程中出错的信息不起作用。
这样增加了系统的安全和效率。
校验码采用CRC-16校验方法。
二字节的校验码，低字节在前，高字节在后。
注意：
命令的格式都是相同的：
地址码、功能码、数据区和校验码。
冗余循环码（CRC）包含2个字节，即16位二进制。
CRC码由发送端计算，放置于发送信息的尾部。
接收端的设备再重新计算接收到信息的CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果二者不相符，则表明出错。
CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为。
再逐渐把每8位数据信息进行处理。
在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一位，用0填补最高位。
再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。
这个过程一直重复8次。
第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相异或，这个过程与上以上一样重复8次。
当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。
CRC-16码的计算步骤
（1）置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。
称此寄存器为CRC寄存器。
（2）把一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器。
（3）把寄存器的内容右移一位（朝低位），用0填补最高位，检查最低位（移出位）。
（4）如果最低位为0：
复第3步（再次移位）。
如果最低位为1：
CRC寄存器与多项式A001（1010000000000001）进行异或。
（5）重复步骤3和4，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理。
（6）重复步骤2到步骤5，进行下一个8位的处理。
（7）最后得到的CRC寄存器即为CRC码，低字节在前，高字节在后。
5.1.2寄存器地址表
5.1.2.1唯一编码寄存器地址及命令说明
设备唯一编码设置寄存器地址（MODBUS功能码03、10读、写寄存器）
序号
管理机寄存器
项目
说明
1
0x0100
设备编码（48-63位）
设备唯一编码ID号长度为64位HEX格式
2
0x0101
设备编码（32-47位）
3
0x0102
设备编码（16-31位）
4
0x0103
设备编码（0-15位）
设置设备编码设置命令唯一为：
00100100000408xxxxxxxxcrc
设置设备编码设置命令唯一为：
000301000004crc
5.1.2.2主设备信息2参数读写寄存器地址（MODBUS功能码03、10读写寄存器）
每个寄存器存储2个字节数据。
序号
管理机寄存器
项目
说明
1
0xf200
设备地址（modbus地址）（读写）
取值1~255
2
0xf201
休眠时间（读写）
Unit16休眠时间为64秒的倍数。
最小的休眠时间为64秒，值范围：
1~9999
3
0xf202
实时时间：
年、月（读写）掉电保存
时间为BCD码形式，24小时模式。
例如：
“0xf204寄存器”设置为0x1830,表示18：
30。
4
0xf203
实时时间：
日、时（读写）掉电保存
5
0xf204
实时时间：
分、秒（读写）掉电保存
6
0xf205
接入射频模块的类型（读写）
值0x0490表示490M模块
值0x0241表示2.4G模块
值0x0900表示GPRS模块
7
0xf206
设备软件版本号
无小数位，接pt100传感器时使用
5.1.2.3设备实时采样数据寄存器地址（旋钮编码旋到0）
每个寄存器存储2个字节数据。
序号
管理机寄存器
项目
说明
1
0x0000
主设备电压值
Unit16单位mV
2
0x0001
累积流量
单位：
升
3
0x0002
4
0x0003
5
0x0004
6
0x0005
累计热量
单位：
W.h
7
0x0006
8
0x0007
9
0x0008
10
0x0009
累计冷量
单位：
W.h
11
0x000a
12.
0x000B
13
0x000C
14
0x000D
瞬时流量
Float型数据
单位：
m³/h
15
0x000E
16
0x000F
入口温度
Float型数据
单位：
℃
17
0x0010
18
0x0011
出口温度
Float型数据
单位：
℃
19
0x0012
20
0x0013
瞬时功率
Float型数据
单位：
KW
21
0x0014
22
0x0015
环境湿度
转成十进制数除以100
23
0x0016
环境温度
转成十进制数除以100
24
0x0017
压力
转成十进制数
单位KPa
25
0x0018
压力2
转成十进制数
单位KPa
5.1.3寄存器读写命令说明（拨码为100）
5.1.3.1模拟量读命令说明（03功能码）：
●假如设备地址为01
测控装置接485-2发送命令:
“01030100000445F5”（HEX命令）
●命令说明：
01
03
0100
0004
45
F5
设备地址
功能码
起始地址
读保持寄存器个数
CRC校验的低8位
CRC校验的高8位
●设备返回值：
返回值：
“01030800000000000000015417”（HEX命令）
●命令说明：
01
03
08
0000000000000001
45
F5
设备地址
功能码
返回保持寄存器个数
寄存器1~4数据
CRC校验的低8位
CRC校验的高8位
5.1.3.2模拟量写命令说明（10功能码）：
●假如设备地址为00
测控装置接485-2发送命令:
“01100100000408000000000000000134FC”（HEX命令）
●命令说明：
01
10
0100
0004
08
0000000000000001
34
FC
设备地址
功能码
起始地址
返回保持寄存器个数
写ID码字节数
ID编码
CRC校验的低8位
CRC校验的高8位
●设备返回值：
返回值:
“011001000004C036”（HEX命令）
●命令说明：
01
10
0100
0004
C0
36
设备地址
功能码
起始地址
返回保持寄存器个数
CRC校验的低8位
CRC校验的高8位
6.注意事项
1、电源：
请注意将天线尽可能的远离开关电源，因为天线发射时可能会影响开关电源的正常工作。
当通讯模块发射出现故障时，检查电源电压是否受天线的干扰而突变是排除故障的方法之一。
2、天线：
天线应按照收发通讯模块使用的频段来选择。
在远距离使用时，应当采用定向天线或者高增益天线，架设得应尽可能的高。
天线及其馈线的阻抗要与通讯模块的接口相匹配（50Ω）。
如果天线阻抗不匹配，整机的效率会很低、功耗会增加，还容易损坏无线通讯模块。
天线架设应注意防雷和天线的方向性，接地要良好。
在多雷地区或天线安装较高时，需要安装避雷器。
3、无线温湿度采集设备供电12V。
4、插拔传感器先断电。
5、RS485调试串口可设置参数，需要调试时插上调试线缆。
7.常见故障分析与排除
序号
故障现象
可能出现的原因
处理措施
1
Power灯不亮
加电错误
检查供电线路和供电是否正确
2
指示灯不亮
指示灯损坏或设备损坏
发回返修
设备参数配置不对
重新配置参数，确认工作模式
3
接收不到数据
网络配置问题
1.检查网络及端口是否畅通；
2.设备域名端口配置是否正确；
3.网管设备及防火墙是否限制。
天线问题
1.检查天线安装树立否，两端天线是否拧紧；
2.天线放置太低，有墙体挡住使信号衰减，应放置到更高更空旷地方。
电源功率不足
更换符合要求的电源。
设备问题
更换管理机或者采集器。
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