• RS485通信基礎知識

    發布時間:2019-7-6    查看:6715

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    1. 485通信

    1.1. 通信連接

    1.1.1. 接口定義:

           智能型數顯儀表一般采用RS485通信接口方式,一般為三個端子:A+,B-,COM。如下圖1:

           當一條總線上有多臺485通訊設備時,連線要采用手拉手的接線方法,一條總線上建議最多不超過32臺設備。如圖2


    圖1:485通訊接線方法


    圖2:多臺設備的485總線連接

    1.1.2. 通信接口及轉換器

           由于儀表采用RS485通信接口,一般常見的PLC、觸摸屏等都有此接口。但是電腦上一般沒有此接口。與電腦進行通信時,需要進行接口轉換,常見的設備有:USB轉RS485轉換器,RS232轉RS485轉換器,以太網轉RS485串口服務器,通信管理機等。如圖3:


    圖3:常見串口轉換器

    1.2. 通信設置

    1.2.1. 協議:儀表支持標準的Modbus-RTU串口通信協議;參考相關國家標準:GB/T  19582.1-2008,GB/T  19582.2-2008;

    1.2.2. 數據傳輸格式為:1位起始位,8位數據位,1位停止位,無校驗位。

    1.2.3. 儀表常規設置出廠值為:ADD地址:1,波特率:9600,CRC校驗:N

    1.2.4. 數據字節順序:H-L(高在前,低在后)

    1.2.5. 數據格式:整型(32位長整型long,16位短整型short),32位浮點型float。根據不同系列儀表不同。


    1.3. 寄存器地址

    1.3.1. 我公司說明書中寄存器地址,也叫變量地址或地址映射表,用十六進制地址碼表示,如0X2000表示十六進制地址2000。32位數據占用2個寄存器位置(4字節),16位數據占用1個寄存器位置(2字節)。32位數據地址以0,2,4,6......等地址分別表示各參數占用的寄存器位置;16位數據以地址0,1,2,3......等地址表示各參數占用的寄存器位置。

    如下圖4:


    圖4:傳感器表和電力表的參數地址表

    1.3.2.計算機讀取數據時,就從以上變量地址中讀取相應數據。一般計算機與儀表通信時,上位機上直接用十六進制數據進行訪問;但多數的工控組態軟件、監控系統軟件、PLC、觸摸屏等,需要轉換為十進制地址碼進行讀取。

    如下圖5、圖6、圖7設置,讀0X4000開始的A相電壓值,需將0X4000轉換為十進制數得到16384,再用400001+16384=416385


    圖5:組態王串口設備測試時寄存器地址設置

    圖6:昆侖通態觸摸屏設備通道采集設置


    圖7:西門子s7-200smart PLC讀指令設置

    1.4. 數據轉換

    1.4.1. 儀表一般用十六進制數據進行發送,上位機接收到數據后,需要進行數據轉換處理,常用的一般是長整型、短整型、浮點型。long長整型數據為32位,占用2寄存器,4字節; short短整型數據為16位,占用1個寄存器,2字節;float浮點型為32位數據,占用2寄存器4字節。

    1.4.2.上位機在處理數據時需要根據產品的實際數據類型做相應轉換,以下表為例:


    1.4.3. PLC存儲區數據說明

           設讀取的數據存儲在以VB100開始的V存儲區中,那么對于long\short\float等不同類型數據,應根據PLC定義的類型進行轉換:


    1.5.顯示處理

    1.5.1. 整型數據轉換為十進制后,需要將小數點進行處理,可根據說明書進行小數點的倍率換算,一般是將轉換的十進制數整數乘以小數位數。如:

    2.Modbus-RTU通信協議簡單介紹

    2.1. 介紹

          Modbus協為工控行業的標準協議,分為兩種協議,一種為Modbus-RTU串口協議,另一種Modbus-TCP網口協議。

          Modbus協議為莫迪康(Modicon)開發的,后來被施耐德收購,現在已作為施耐德的標準協議。modbus協議在工業控制中得到了廣泛的應用,它已經成為一種通用的工業標準,該協議支持rs-232、rs-422、rs-485和以太網設備。不同廠商生產的控制設備通過modbus協議可以連成通信網絡,進行集中監控。許多工控產品,例如plc、變頻器、人機界面、dcs和自動化智能儀表等,都在廣泛地使用modbus協議。

           根據傳輸網絡類型的不同分為串行鏈路上的modbus和基于tcp/ip協議的modbus。

           Modbus串行鏈路協議是一個主-從協議,采用請求-響應方式,主站發出帶有從站地址的請求報文,具有該地址的從站接收到后發出響應報文進行應答。

           Modbus協議中,一條RS-485串行總線中只有一個主站,可以有1~247個從站。modbus通信只能由主站發起,從站在沒有收到來自主站的請求時,不會發送數據,從站之間也不會互相通信。


    2.2. modbus的報文傳輸模式---RTU模式

           Modbus網絡上的rtu模式的報文以字節為單位進行傳輸,一個字節由兩個十六進制數組成。傳輸的每個字節包含一個起始位,8個數據位(先發送最低的有效位),奇偶校驗位、停止位與ascii模式的相同,報文最長為256字節。

           Modbus的rtu模式報文的最后兩個字節是循環冗余校驗碼(crc)。其校驗方式是將整個報文的所有字節(不包括最后兩個字節)按規定的方式進行位移并進行xor(異或)計算。接收方在收到該字符串時按同樣的方式進行計算,并將結果與收到的循環冗余校驗碼進行比較,如果一致則認為通信正確,如果不一致,則認為通信有誤,從站將發送crc錯誤應答。 

           Modbus中rtu采用crc-16的冗余校驗方式。


    2.3.modbus功能碼

    2.4. 通信報文舉例說明


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