CDM-2010通信协议(V2.0).doc

CDM-2010 MODBUS通信协议传输方式及性能传输方式：异步串行通信方式。采用规约：MODBUS从站规约。传输速率：2400 bps，4800bps和9600bps。传输电缆: 采用带屏蔽的多芯铜导线，接口标准应采用一对双绞线。组成RS-485网络时，双绞线电缆特性阻抗约120，导线电阻应小于0.10/m，导线间电容应小于60pF/m，导线与屏蔽层间电容小于100pF/m 。通信接口：RS-485接口为后面板2个端子。传输距离：1300米。主站数目：1个。从站数目：最多31个。应答时间：大于4个字符时间RS-485网络的匹配电阻选取：双绞线网络两端的匹配电阻选取，以现场通信正常为准，一般地1.2km时取120，600m时取220，300m时取330，如通信误码率较大，观察通信时的波形，匹配电阻做适当改变： 末端匹配电阻合适 末端匹配电阻偏小 末端匹配电阻偏大第一章 CDM-2010-MODBUS 串行通信协议详细说明1. 1 CDM-2010-MODBUS协议基本规则 以下规则确定在RS485回路控制器和其他RS485串行通信回路中设备的通信规则：1) 所有RS485回路通信应遵照主/从方式。在这种方式下，信息和数据在单个主站和最多99个从站（监控设备）之间传递；2) 主站将初始化和控制所有在RS485通信回路上传递的信息；3) 无论如何都不能从一个从站开始通信；4) 所有RS485环路上的通信都以“打包”方式发生。一个报文就是一个简单的字符串（每个字符串8位），一个报文中最多可含255个字节。组成这个报文的字节构成标准异步串行数据，并按1位起始位，8位数据位，1位校验位，1位停止位的方式传递。5) 主站发送报文称为请求，从站发送报文称为响应；6) 任何情况从站只能响应主站一个请求。1. 2 传送模式MODBUS协议可以采用ASCII或者RTU模式传送数据。CDM-2010仅仅支持RTU模式：1位起始位，8位数据位，1位校验位，1位停止位。1. 3 MODBUS报文结构：每个MODBUS报文都由以下四个部分组成：地址域、功能码域、数据域和校验域。1.3.1 地址域MODBUS的从站地址域长度为一个字节。有效的从站地址范围从199。从站如果接收到一帧从站地址域信息与自身地址相符合的报文时，从站执行报文中所包含的命令。从站所响应的报文中地址域为自身地址。1.3.2 功能码域MODBUS报文中功能域长度为一个字节，用以通知从站应当执行何操作。从站响应报文中包含主站所请求操作的相同功能域字节。有关CDM-2010的功能码参照下表。功能码含义功能03读取寄存器读取CDM-2010内部一个或多个当前寄存器值06写一个或多个寄存器将指定数值写入CDM-2010内部一个或多个寄存器内05写一个继电器输出状态将指定继电器输出节点断开或闭合1.3.3 数据域MODBUS数据域采用“BIG INDIAN”模式，即是高位字节在前，低位字节在后。举例如下：1个16位寄存器包含数值为0x1234，寄存器数值发送顺序为： 高位字节 = 0x12，低位字节 = 0x341.3.4 校验域MODBUS-RTU模式采用16位CRC校验。发送设备应当对报文中的每一个数据都进行CRC-16计算，最后结果存放入检验域中。接收设备也应当对报文中的每一个数据（除校验域以外）进行CRC-16计算，将结果域校验域进行比较。只有相同的报文才可以被接受。具体的CRC校验算法参照第三章。1. 4 网络时间考虑在RS485网络上传送报文需要遵循以下有关时间的规定：1) 主站请求报文结束到从站响应报文开始之间的时间最小为10毫秒。2) 从站响应报文结束到主站下一请求报文开始之间的时间应大于1000毫秒。3) 通信超时的处理。1. 5 异常响应异常报文的处理方式：不予理睬，以适应多机组网通信方式。第二章 通讯报文CDM-2010-MODBUS支持3个功能码，16位数据模式，也就说传输数据值最大为65535。注：电度数据模式为4字节BCD码。2. 1 读寄存器（功能码03）由主站机发送的报文请求CDM-2010响应所有有效的寄存器。读寄存器报文格式（主机CDM-2010）响应格式（CDM-2010主机）从站地址1字节从站地址1字节功能码03H1字节功能码03H1字节开始地址2字节字节数1字节寄存器个数2字节第一个寄存器数据2字节CRC校验码2字节第二个寄存器数据2字节CRC校验码2字节例：01 03 50 00 00 06 读从50 00地址开始的6个寄存器的值，即3相电压和线电压。注：如果读操作超出寄存器的范围，系统不响应报文。2. 2 写寄存器（功能码06）该命令允许主站设置CDM-2010工作参数，以下为数据格式：写寄存器报文格式（主机CDM-2010）响应格式（CDM-2010主机）从站地址1字节从站地址1字节功能码06H1字节功能码06H1字节开始地址2字节开始地址2字节寄存器个数2字节寄存器个数2字节字节个数1字节字节个数1字节第一个寄存器数据CRC校验码2字节第二个寄存器数据.CRC校验码2字节例：01 06 50 1E 00 01 02 00 0A 将10写入50 1E地址的寄存器，即电压变比的值写为10。注：如果写操作超出写寄存器的范围，系统不响应报文。 系统回报文，表示已完成对指定寄存器的写操作。2. 3 写继电器状态（功能码05）该命令允许主站遥控CDM-2010继电器输出状态，以下为数据格式：写寄存器报文格式（主机CDM-2010）响应格式（CDM-2010主机）从站地址1字节从站地址1字节功能码05H1字节功能码05H1字节继电器BIT位2字节继电器BIT位2字节继电器状态位2字节继电器状态位2字节CRC校验码2字节CRC校验码2字节注：1、继电器状态位寄存器值为0000表示断开继电器，FF00表示合上继电器 2、继电器BIT位寄存器值为0000表示对应OUT1，0001表示对应OUT2例：01 05 00 00 FF 00 功能为：闭合OUT1继电器 01 05 00 00 00 00 功能为：断开OUT1继电器 01 05 00 01 FF 00 功能为：闭合OUT2继电器 01 05 00 01 00 00 功能为：断开OUT2继电器 第三章 CRC-16计算3. 1 算法该部分将描述计算CRC-16的过程。在帧中的有关的字节被义为是一串二进制数据(0,1)。第16位校验和是这样得到的：该串数据流被216乘，然后除以发生器多项式(X16+X15+X2+1)，该式以二进制表示为1100000000000101，商被忽略，16位的余数就是CRC的值。在计算CRC-16值时，全部算术运算可采用MODULE TWO算法或者XOR算法。按照下列步骤产生CRC-16的校验和：1) 将全部1或者16进制FFFF装入16位寄存器。2) 用16位寄存器中低字节对第一个字节数据进行XOR运算，把结果存入16位寄存器。3) 把16位寄存器向右移1位。如果溢出位为1，则转向第4步骤，否则转向第5步骤。4) 用16进制的A001对16位寄存器执行XOR运算，并且把结果存入16位寄存器。5) 重复步骤3，直到移位8次为止。6) 用16位寄存器的低字节对下一个字节数据进行XOR运算，将结果存入16位寄存器。7) 重复步骤4-6，直到所有数据都已经用16位寄存器执行了上述运算为止。8) 16位寄存器的内容就是CRC-16第四章 CDP-2010寄存器说明CDM-2010寄存器（包括实时寄存器和设置寄存器），在MODBUS通讯协议时是以0000H为首地址（即第一个寄存器的地址）。 例如，要读取UA,UB,UAB,UBC四个连续寄存器的值，则设置开始地址为0004H,寄存器个数为0004H。寄存器表格1. 数据只读寄存器寄存器号操作类型描述报文起始地址一次值的系数二次值的系数40001ROA相相电压 0x000040002ROB相相电压 0x000140003ROC相相电压 0x000240004ROAB线电压 0x000340005ROBC线电压 0x000440006ROCA线电压 0x000540007ROA相电流0x000640008ROB相电流0x000740009ROC相电流0x000840010RO三相总功率因数0x000940011ROA相有功功率0x000a40012ROB相有功功率0x000b40013ROC相有功功率0x000c40014RO三相有功功率0x000d40015RO三相无功功率0x000e40016RO正向有功电度 (KWH)0x000f40017RO正向无功电度(KVARH)0x001140016RO反向有功电度 (KWH)0x001340017RO反向无功电度(KVARH)0x001540018RO电源频率0x0017注：由于在MODBUS通信协议中数据只能以无符号整数传输，因此不符合无符号整数的数据按以下方式处理：电压精确到0.1V，以扩大10倍的数值放在寄存器里面；电流精确到0.001A，以扩大1000倍的数值放在寄存器里面；功率因数值精确到0.001，以扩大1000倍的数值放在寄存器里面电度的低位字精确到0.1KWH/KVARH,以扩大10倍的BCD码数值放在1个寄存器里面2. 开关量及信息只读寄存器寄存器号操作类型描述报文起始地址40101RO开入1状态0x001840102RO开入2状态0x001940103RO备用0x001a40104RO备用0x001b40105RO