电磁通讯协议.docx
《电磁通讯协议.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁通讯协议.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电磁通讯协议
电磁流量转换器
MODBUS通讯说明书
北京海瑞拓仪表有限公司
2010-01-01
目录
一、概述
二、读流量信息
三、读参数
四、改写参数
五、安装与布线
六、通讯测试
一、概述
在传统的自动化监控及信息集成系统中，很多现场层设备与控制器之间的连接是一对一（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递通常是采用4-20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。
但是这样的系统存在一些明显的缺点，那就是信息集成能力不强；系统不开放、可集成性差、专业性不强；可靠性不易保证；可维护性不高等等。
如果现场层设备配有串行数据接口（如RS-232/485），控制器就可以按接口规定协议，通过串行通信方式（而不是I/O方式）完成对现场设备的监控。
如果设想全部或大部分现场设备都具有串行通信接口并具有统一的通信协议，控制器只需一根通信电缆就可将分散的现场设备连接，完成对所有现场设备的监控，这就是所说的采用现场总线技术。
我公司的电磁流量计都配有串行数据接口（如RS-232/485），根据总线协议的不同，用户可以选择不同通讯功能的电磁流量计。
目前，我公司开发了多种采用485总线协议的通讯，包括带MODBUS总线协议的通讯、带PROFIBUS-DP接口的通讯、带HART总线协议的通讯及自定义的、带MBmagCPV1.0协议的485/232通讯。
Modbus协议是由MODICON公司为其控制器设计的一种可靠而有效的工业控制系统通信协议。
从功能上看，是一种现场总线。
Modbus协议定义了消息域格式和内容的公共格式，使控制器能认识和使用消息结构，而无需考虑通信网络的拓扑结构，它描述了一个控制器访问其它设备的过程。
当采用Modbus协议通信时，此协议规定每个控制器需要知道自己的设备地址，识别按地址发来的消息，如何响应来自其它设备的请求，如何侦测错误并记录。
其数据通讯采用主—从方式，主机只能有1台，每个从机都有指定的地址，地址范围在0～247之间（其中0为广播地址），只有主机具有主动权，从机只能对主机发送的命令作出响应。
当主机端发出数据请求消息（查询）时，从机端接收到正确消息后就可以发送数据到主机端以响应请求；主机端也可以直接发消息修改从机端的数据，实现读和写。
查询—回应周期如图1。
如果采用广播方式（地址为0）查询，从机不作任何回应
我公司电磁流量转换器MODBUS通讯采用标准MODBUS通讯协议，MODBUS模块和上位机进行通讯的波特率为600–19200，波特率设备地址可以通过键盘进行设置。
通讯由主机发起，主机首先发送消息帧，消息帧的发送间隔必须大于3.5个以上字符的发送时间。
消息帧发送的第一个字节是设备地址，从设备不断的侦测网络总线当接收到第一个字节，每一个设备都进行解码以判断是否是发往自己的消息帧；接收到一个字符之后，如果停顿时间超过3.5个以上字符的发送时间，标志着前一个消息帧发送结束，一个新的消息帧在此停顿后开始。
字符间隔不能大于一个字符，否则认为是一条新的消息帧开始，老的消息帧结束。
消息帧定义如下：
0
1
2
3
4
5
6
7
设备地址
功能编码
地址高字节
地址低字节
数据高字节
数据低字节
CRC低字节
CRC高字节
8位字节
8位字节
8位字节
8位字节
8位字节
8位字节
8位字节
8位字节
Modbus通讯协议规定了2种通讯方式。
RTU（REMOTE TERMINAL UNIT）方式通讯采用8位字节的二进制数据通讯，数据校验采用CRC循环冗余校验，通讯速度较快；ASCII方式采用7位ASCII码进行通讯，数据校验采用LRC逻辑冗余校验，通讯速率较慢。
目前，我公司的Modbus通讯只是采用的RTU模式。
针对MODBUS在电磁流量转换器上的应用，在MODBUS的功能码中，我公司只用了3个功能码：
03、04、06。
04号功能码主要用来读取流量信息，包括瞬时流量、流速、流量百分比、电极电阻、正向累计、反向累计、仪表口径、报警状态等；03号功能码用来读取键盘参数，06号功能码用来设置键盘参数。
二、读流量信息
现场仪表的流量信息，由瞬时流量、流速、百分比、报警状态等参数进行反映，参数存放地址定义如下：
参数存放首址
参数定义
参数取值范围
01
瞬时流量
数据长度
04
流速
3
07
百分比
3
10
空管电阻
3
13
正向累计
3
16
反向累计
3
19
仪表口径
3
22
报警状态
3
读取流量信息时，主机发出功能编码04：
读取输入寄存器值。
参数存放首址对应输入寄存器首址的低字节。
主机发送命令格式如下：
从机地址（1Byte）+功能编码（1Byte）+输入寄存器首址（2Byte）+输入寄存器个数（2Byte）+CRC校验值（2Byte）
从机地址值范围在1-99
输入寄存器高字节全部是0，低字节范围在01~09，对应上面表格中参数存放首址。
输入寄存器个数高字节是0，低字节是3
从机回应格式如下：
从机地址（1Byte）+功能编码（1Byte）+读出的字节个数（1Byte）+字节内容（6Byte）+CRC校验值（2Byte）
返回的参数占6个字节，故字节个数是6。
注：
读取流量信息时，瞬时流量、流速、百分比、报警状态等参数是分别读取的，即一次只能读取一个参数。
但是可以根据用户需要对程序进行修改，一次性读取所有的8个参数或一次读取其中的几个参数。
读出的流量信息有两种表示方法：
整形数表示法和浮点数表示法。
浮点数格式采用IEEE标准方式表示如下：
Bit31。
。
。
。
。
。
Bit24，Bit23。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
。
Bit0
8位价码23位尾数+数符
在23位尾数中，不存放最高位的1，最高位为1表示负数，为0表示正数，这样23位尾数还需要加上隐含的最高位的1，构成24位的小数尾数，即尾数为大于等于0.5，小于1的小数。
最高8位为价码，采用偏移码方式，价码等于实际值减去127。
接收时先接收价码（Bit31。
。
。
。
。
。
Bit24），然后是第二字节（Bit7。
。
。
。
。
。
Bit0），第三字节（Bit15。
。
。
。
。
。
Bit8），最后是第四字节（Bit23。
。
。
。
。
。
Bit16）。
比如接收的4个字节是：
87HD7HE3H40H，则浮点算法如下：
87H是价码，换算成10进制是135，减去127，故价码值是8。
浮点数的整数部分为28=256。
第二字节是D7H，换算成10进制是215，215/256=0.8398
第三字节是E3H，换算成10进制是227，227+0.8398=227.8398，227.8398/256=0.89
第四字节是40H，换算成10进制是64：
第四字节如果大于128，则浮点数为负；如果小于128，则浮点数为正，因为隐含了最高位的1故第四字节值还应加上128。
64+128=192，192+0.89=192.89，192.89/256=0.7535，这是浮点数的小数部分。
故浮点数值为浮点数的整数部分乘上浮点数的小数部分，即256*0.7535=192.89。
详细信息结构定义如下：
1）、瞬时流量信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
01H
00H
03H
E1H
CBH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表瞬时流量整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表瞬时流量整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表瞬时流量小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是瞬时流量浮点数值。
D4代表流向和流量单位，定义如下：
D4=Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0
Bit7=0：
流向正Bit7=1：
流向负
流量单位定义如下：
B3B2B1B0
0
1
2
3
4
5
6
7
单位
m3/s
m3/min
m3/h
m3/d
L/s
L/min
L/h
L/d
B3B2B1B0
8
9
10
11
12
13
14
15
单位
t/s
t/min
t/h
t/d
kg/s
kg/min
kg/h
kg/d
D5保留。
2）、流速信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
04H
00H
03H
F1H
CAH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表流速整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表流速整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表流速小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是流速浮点数值。
D4、D5：
保留。
3）、流量百分比信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
07H
00H
03H
01H
CAH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表百分比值整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表百分比值整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表百分比值小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是百分比的浮点数值。
D4、D5：
保留。
4）、电极电阻信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
0AH
00H
03H
90H
09H
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表电极电阻整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表电极电阻整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表电极电阻小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是电极电阻浮点数值。
D4、D5：
保留。
5）、正向总量信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
0DH
00H
03H
21H
C8H
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表正向总量整数部分的高4位（16进制），D2、D3代正向总量整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表正向总量小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是正向总量浮点数值。
D5：
保留。
D4：
正向总量单位，定义如下：
D4
0
1
2
3
4
5
6
7
单位
0.001L
0.01L
0.1L
1L
0.001m3
0.01m3
0.1m3
1m3
D4
8
9
10
11
12
13
14
15
单位
0.001USgal
0.01USgal
0.1USgal
1USgal
0.001igal
0.01igal
0.1igal
1igal
D4
16
17
18
19
20
21
22
23
单位
0.001kg
0.01kg
0.1kg
1kg
0.001t
0.01t
0.1t
1t
6）、反向总量信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
10H
00H
03H
B1H
CEH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表反向总量整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表反向总量整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表反向总量小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是反向总量浮点数值。
D5：
保留。
D4：
反向总量单位，定义如下：
D4
0
1
2
3
4
5
6
7
单位
0.001L
0.01L
0.1L
1L
0.001m3
0.01m3
0.1m3
1m3
D4
8
9
10
11
12
13
14
15
单位
0.001USgal
0.01USgal
0.1USgal
1USgal
0.001igal
0.01igal
0.1igal
1igal
D4
16
17
18
19
20
21
22
23
单位
0.001kg
0.01kg
0.1kg
1kg
0.001t
0.01t
0.1t
1t
7）、仪表口径信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
13H
00H
03H
41H
CEH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D0、D1代表仪表口径整数部分的高4位（16进制），D2、D3代表仪表口径整数部分的低4位（16进制），D4、D5代表仪表口径小数部分值（16进制）。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0、D1、D2、D3是仪表口径浮点数值。
定义如下：
浮点值
代表管径
浮点值
代表管径
浮点值
代表管径
0
3
15
200
30
1400
1
6
16
250
31
1600
2
8
17
300
32
1800
3
10
18
350
33
2000
4
15
19
400
34
2200
5
20
20
450
35
2400
6
25
21
500
36
2600
7
32
22
600
37
2800
8
40
23
700
38
3000
9
50
24
800
10
65
25
900
11
80
26
1000
12
100
27
1100
13
125
28
1200
14
150
29
1300
D4、D5：
保留。
8）、报警状态信息定义
主机发送：
01H
04H
00H
16H
00H
03H
51H
CFH
从机响应：
01H
04H
06H
D0
D1
D2
D3
D4
D5
CRC16低
CRC16高
如果数据以整形数格式进行传输，则D2、D3代表报警状态整数值（十六进制），D0、D1、D4、D5保留。
如果数据以浮点数格式进行传输，则D0-D3：
报警状态的4字节浮点数，D4、D5：
保留。
报警状态的值范围不会超过1024，用二进制位表示为：
Bit9Bit8Bit7Bit6Bit5Bit4BIT3bit2Bit1Bit0，分别定义如下：
位定义：
Bitx=0无警状态；Bitx=1报警状态；
ALAM位
Bit0
Bit1
Bit2
Bit3
Bit4
报警定义
保留
励磁报警
电极报警
空管报警
上限报警
ALAM位
Bit5
Bit6
Bit7
Bit8
Bit9
报警定义
下限报警
保留
保留
保留
保留
三、读参数
现场仪表的各个参数，参数编号定义如下：
读写参数时，各个参数的定义如下：
参数编号
显示文字
设置方式
默认值
1
语言选择
选择
中文
2
测量管道口径
选择
100
3
流量量程单位
选择
m3/h
4
流量量程倍率
选择
-2
5
流量量程设定
设置
28274
6
量程自动切换
选择
禁止
7
测量阻尼时间
选择
4.0S
8
流量方向选择
选择
正向
9
流量零点修正
设置
+0.000
10
小信号切除点
设置
0.5%
11
切除允许选择
选择
允许
12
变化率限制值
设置
00%
13
不敏感时间值
设置
00S
14
流量积算单位
选择
1.0m3
15
脉冲输出方式
选择
频率
16
脉冲当量选择
设置
10
17
脉冲当量单位
选择
0
18
频率输出满度
设置
2000
19
空管报警允许
选择
0
20
电极报警阀值
设置
200.0K
21
上限报警允许
选择
禁止
22
上限报警阀值
设置
90.0%
23
下限报警允许
选择
禁止
24
下限报警阀值
设置
15.0%
25
反向测量允许
选择
禁止
26
传感器系数值
设置
1.0000
27
励磁方式选择
选择
方式一
28
仪表标定系数
设置
1.0000
29
电流零点修正
设置
1.0000
30
电流满度修正
设置
1.0000
31
出厂标定系数
设置
1.0000
1）、语言选择
参数值=0：
中文
参数值=1：
英文
2）、测量管道口径选择
参数值
代表管径
参数值
代表管径
参数值
代表管径
0
3
15
200
30
1400
1
6
16
250
31
1600
2
8
17
300
32
1800
3
10
18
350
33
2000
4
15
19
400
34
2200
5
20
20
450
35
2400
6
25
21
500
36
2600
7
32
22
600
37
2800
8
40
23
700
38
3000
9
50
24
800
10
65
25
900
11
80
26
1000
12
100
27
1100
13
125
28
1200
14
150
29
1300
32）、流量量程单位选择
参数值
0
1
2
3
4
5
6
7
单位
m3/s
m3/min
m3/h
L/s
L/min
L/h
USg/m
USg/h
参数值
8
9
10
11
12
13
14
15
单位
ig/m
ig/h
t/s
t/m
t/h
kg/s
kg/min
kg/h
33）、流量量程冥指数选择
参数值=0：
0
参数值=1：
-1
参数值=2：
-2
参数值=201：
1
参数值=202：
2
参数值=203：
3
参数值=204：
4
参数值=205：
5
5）、流量量程设置:
0～65535。
34）、量程自动切换选择
参数值=0：
禁止
参数值=1：
1:
2
参数值=2：
1:
4
参数值=3：
1:
8
7）、测量阻尼时间选择
参数值
0
1
2
3
4
5
6
7
阻尼时间
0.2s
0.5s
0.8s
1.0s
2.0s
3.0s
4.0s
5.0s
参数值
8
9
10
11
12
13
14
阻尼时间
6.0s
8.0s
10.0s
20.0s
30.0s
50.0s
100.0s
8）、流量方向选择
参数值=0：
正向
参数值=1：
反向
9）、流量零点设置:
±0.000～±9.999。
设置正数时，按照设置值进行输出。
设置负数时，输出值为设置值的绝对值加上32.768。
10）、小信号切除点设置:
0～99.9%。
11）、小信号切除允许选择
参数值=0：
允许
参数值=1：
禁止
12）、变化率限制值设置:
0～29%。
13）、不敏感时间值设置:
0～19S。
14）、流量积算单位选择
参数值
0
1
2
3
4
5
6
7
单位
0.001L
0.01L
0.1L
1L
0.001m3
0.01m3
0.1m3
1m3
参数值
8
9
10
11
12
13
14
15
单位
0.001USgal
0.01USgal
0.1USgal
1USgal
0.001igal
0.01igal
0.1igal
1igal
参数值
16
17
18
19
20
21
22
23
单位
0.001kg
0.01kg
0.1kg
1kg
0.001t
0.01t
0.1t
1t
15）、脉冲输出方式选择
参数值=0：
频率
参数值=1：
脉冲
16）、脉冲当量单位选择
参数值=0：
0.01L/P
参数值=1：
0.1L/P
参数值=2：
1L/P
参数值=3：
2L/P
参数值=4：
5L/P
参数值=5：
10L/P
参数值=6：
100L/P
参数值=7：
1m3/P
参数值=8：
10m3/P
参数值=9：
100m3/P
18）、频率输出满度设置:
1～5999Hz。
19）、空管报警允许选择
参数值=0：
禁止
参数值=1：
允许
20）、电极报警阀值设置:
0～999.9KΩ。
21）、上限报警允许选择
参数值=0：
禁止
参数值=1：
允许
22）、上限报警阀值设置:
0～199.9%。
23）、下限报警允许选择
升级会员 