ModBus通讯规约-16kVIP

ModBus_RTU通讯规约（本协议采用主从问答方式）ModBus通讯协议：ModBus通讯规约允许TDS系列仪表/变送器与施耐德、西门子、AB、GE等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器（PLC）、RTU、SCADA系统、DCS或与第三方具有ModBus兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。TDS系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机（或工控机）的监控软件（如：组态王、Intouch、FIX、synall等）就可以构成一套工况监控系统。广泛的系统集成： TDS表/变送器提供了标准的RS-485/422通讯接口及ModBus通讯协议，这个通讯协议已广泛被国内外工控行业作为系统集成的标准。通讯数据的类型及格式：信息传输为异步方式，并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是11位的字格式：（1位起始位，8位数据位，2位停止位，无奇偶校验）字格式（串行数据）11位二进制说明起始位1位出厂按该表11位的字格式特殊需要另订数据位8位奇偶校验位无停止位2位若特殊需要（订货时请注明要求），主站和从站之间传递的通讯信息也可采用10位的字格式：(1位起始位，8位数据位，1位停止位) 通讯数据（信息帧）格式数据格式：地址码功能码数据区错误校检数据长度：1字节1字节N字节16位CRC码（冗余循环码） 注：1、1个字节由8位二进制数组成（既8 bit）。 2、ModBus是Modicon公司的注册商标。 3、“从机”在本文件中既为TDS。通讯信息传输过程：当通讯命令由发送设备（主机）发送至接收设备（从机）时，在CRC校验无误情况下，从机地址与地址码相符的从机接收通讯命令（TDS表以本机的地址码和功能码2个字节作为同步字），并根据功能码及相关要求处理信息，执行相应的任务，然后把执行结果（数据）返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。TDS表使用的MODBUS功能码（16进制）功能码定 义操 作（二进制）02读开关量读取开关量设置数据；一个或多个开关量控制/报警状态数据03读寄存器数据读取单路或多路工况数据；单路或多路控制/报警设置数据05写开关量写一个开关量设置数据06写单个寄存器写单个功能寄存器或单路控制/报警设置数据10写多路寄存器写多路功能寄存器或多路控制/报警设置数据地址码： 地址码是每次通讯信息帧的第一字节（8位），从01H到FFH。每个从机都必须有唯一的地址码。所有地址的从机都将接收由主机发送来的信息，只有符合地址码的从机才响应要求，回送信息。当从机回送信息时，回送数据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从机地址，而从机返回的地址码表明回送的从机地址。功能码： 是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为0到127。TDS系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。数据区：数据区包括需要由主机发送、从机回送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据（如：开关量、模拟量、寄存器参数等等）、参考地址等。例如，主机通过功能码03告诉从机返回单路或多路工况数据寄存器的值或单路或多路控制/报警设置数据寄存器的值（包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度等），则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同（见通讯信息表）。TDS系列仪表/变送器采用Modbus通讯规约，主机（PLC、RTU、PC机、DCS等）利用通讯命令（功能码03），可以进任意行读取其数据寄存器（其数据信息表详见附录）。TDS系列仪表/变送器的数据寄存器存储多种工况数据（如：温度、压力、流量、电流、电压、功率及控制/报警数据等），开关量以bit位为单元的二进制数组成（既8 bit为1个字节）多字节数据；模拟量、寄存器参数都是16位（2字节）的二进制数据，高位在前（最高位为符号位，其后15位数据，例1500D 05DCH；-500D 81F4H）。TDS响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据为多字节开关量数据或模拟量数据。以64路TDS仪表为例作如下说明：功能码02：读开关量例如：从机48路开关量设定数据（内容：10110001B，01110011B，10100110B,11111011B,00010101B,11001101B）主机要读取地址为01的从机第3路到第22路巡检状态开关量设置数据，数据地址为0302H开始20bit 位（内容：11101100B，10011100B，XXXX1001B）。（未参加巡检时，该路数的开关量数据0）主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至地址为01的从机功能码102H 读取开关量设置数据起始地址20302H单元数20014H20bit 位20路巡检状态CRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H 来自从机01功能码102H 读取开关量设置数据字节数103H数据区字节数开关量设置数据111101100B8 bit位设置数据（310路）开关量设置数据110011100B8 bit位设置数据（1118路）开关量设置数据1XXXX1001B4 bit位设置数据（1922路）CRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码功能码03：读多路寄存器例如：主机要读取地址为01，起始地址为从1路到3路从机工况数据，其中第2路未参加巡检。（未参加巡检时，该路数的工况数据为0000H）从机（TDS）数据寄存器的地址和数据为：寄存器地址寄存器数据（16进制）01路1784H02路0000H03路178AH主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至地址为01的从机功能码103H 读取工况数据起始地址20000H 起始地址为00 (1路)数据路数20003H 读取3路工况数据CRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式：从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H 来自从机01功能码103H 读取工况数据 字节数106H第1路工况数据21784H第2路工况数据20000H第3路工况数据2178AH CRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码功能码05：写开关量例如：主机要设置地址为01的从机第9路参加巡检（数据FF00H代表ON该路参加巡检；数据0000H代表OFF该路不参加巡检）。主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至地址为01的从机功能码105H 写开关量设置数据起始地址20308H1 FFH100HCRC码2XXXXH由主机计算得到CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式：从机响应字节数返回的信息举例说明从机地址101H来自从机01功能码105H写开关量设置数据起始地址20308H1FFH100HCRC码2XXXXH 由从机计算得到CRC码功能码06：写单路控制/报警数据主机利用这个功能码把单路二进制控制/报警设置数据保存到TDS表的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H保存到从机第6路上上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内 第6路上上限为04B0H：主机发送数据地址和数据为：地址 数据第6路04B0H主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H 发送至从机01功能码106H写单路寄存器数据地址20205H第6路上上限寄存器保存数据204B0HCRC码2XXXXH由主机计算得到的CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式：主机发送字节数返回的信息举例说明从机地址101H发送至从机01功能码106H写多路寄存器数据地址20205H第6路上上限寄存器保存数据204B0HCRC码2XXXXH 由主机计算得到的CRC码功能码10：写多路控制/报警数据主机利用这个功能码把多路二进制控制/报警设置数据保存到TDS表的数据存储器中去（寄存器）。例如：主机要把04B0H，保存到从机第1路上限寄存器中去；1388H保存到从机第2路上限寄存器中去（从机地址码为01）。通讯数据保存结束后，TDS表内 第1路上限为04B0H；、第2路上限为1388H：主机发送数据地址和数据为：地址 数据第1路04B0H第2路1388H主机发送的报文格式：主机发送字节数发送的信息举例说明从机地址101H发送至从机01功能码110H写多路寄存器起始地址20100H第1路开始数据数20002H2路设定数据字节数104H保存数据1204B0H保存数据221388HCRC码2XXXXH由主机计算得到的CRC码从机（TDS）响应返回的报文格式：主机发送字节数返回的信息举例说明从机地址101H发送至从机01功能码110H写多路寄存器起始地址20100H第1路开始数据数20002H保存2路设定数据CRC码2XXXXH由主机计算得到的CRC码错误校验码（CRC校验）主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。MODBUS通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，即16位二进制数。CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位也包括奇偶校验位，都不参与CRC计算。 CRC码的计算方法 1预置1个16位的寄存器为十六进制FFFF（即全为1）；称此寄存器为 CRC寄存器；2把第一个8位二进制数据（既通讯信息帧的第一个字节）与16位的CRC 寄存器的低8位相异或，把结果放于CRC寄存器；3把CRC寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查最低位（LSB位被提取出来检测）；如果最低位为1：移位后 CRC寄存器与多项式A001（1010 0000 0000 0001）进行异或；如果最低位为0：不作处理；4重复步骤3，直到右移8次，这样整个8位数据全部进行了处理；5重复步骤2到步骤5，进行通讯信息帧下一个字节的处理；6最后得到的CRC寄存器内容即为：CRC码。通讯错误信息及数据的处理： 当TDS测到除了CRC码出错以外的错误时，必须向主机回送信息，功能码的最高位置为1，即从机返送给主机的功能码是在主机发送的功能码的基础上加128 。以下的这些代码表明有意外的错误发生。 TDS接收到的信息如有CRC错误，则将被TDS略。 TDS返送的错误码的格式如下（CRC码除外）： 地址码： 1字节 功能码： 1字节（最高位为1，例：03H功能码变为83H） 错误码： 1字节 CRC码：2字节。 TDS响应回送如下错误码： 81：非法的数据位置。 指定的数据位置超出TDS表的范围。 82：非法的数据值。 接收到主机发送的数据值超出TDS相应地址的数据范围。附录1：TDS系列流量积算仪MODBUS通讯规约信息表数据类型单元地址 说明00000001累积流量单元（四字节）数据类型为带小数点的八位十进制数00020005分别为瞬时流量、第一、第二及第三工况数据（十六进制数）0006单元（两字节）4个4位二进制数分别代表流量、第一、二、三工况数据小数点位置： 0000 无小数点0001 小数点在十位0010 小数点在百位0011 小数点在千位0100 小数点在万位0007附加功能前字节高4位二进制数代表转换数据小数点位置：0000 无小数点0001 小数点在十位0010 小数点在百位0011 小数点在千位0100 小数点在万位0008单元（两字节）第一、二、三工况数据的某一转换数据附录2：8/16/24/32/48/64路MODBUS通讯规约信息表单元数据类型单元地址说明工况数据0000H0040H从0000H到003FH共64个单元（双字节）分别代表64路工况数据；0040H单元（双字节），后字节为巡检路数设定字节（主机可改）是TDS表工况现场设定的巡检路数。前字节（主机不可改）低4位代表控制/报警方式：0000 单显示0001 上限报警0010 上限/上上限报警字节高4位代表工况数据小数点位置：0000 无小数点0001 小数点在十位0010 小数点在百位0011 小数点在千位上限寄存器0100H013FH从0100H到013FH共64个单元（双字节）分别代表64路上限设定数据）。当该控制/报警方式不存在时，对所有单元读/写时，回送为非法的数据位置错误码。上上限寄存器0200H023FH从0200H到023FH共64个单元（双字节）分别代表64路上上限设定数据。当该控制/报警方式不存在时，对所有单元读/写时，回送为非法的数据位置错误码。开关量设定数据0300H033FH从0300H到033FH每个单元为1bit，每单元分别对应1巡检路，分别代表64路巡检状态设定（主机可改）（第1单元0300H主机不可改）。每8个单元组成1字节（每1字节8 bit）。单元（bit位）为1表示对应的巡检路参加巡检，未参加巡检时该路所有单元参数为0。第1字节最末位代表第1路巡检状态，第8字节最高位代表第64路巡检状态。开关量控制/报警状态0400H043FH0440H047FH0480H04BFH从0400H到04BFH每个单元为1 bit，0400H043FH共64 bit分别代表64路断阻报警状态；0440H047FH共64 bit分别代表上限控制/报警状态；0480H04BFH共64 bit分别代表上上限控制/报警状态。每8个单元组成1字节，每8个字节为一组，第1字节最末位代表第1路控制/报警状态，第8字节最高位代表第64路控制/报警状态。附录3：TDS转速测控仪表MODBUS通讯规约信息表单元数据类型单元地址说明 工况数据0000H频率f数据带2位小数点0001H转速n0002H转速%数据带1位小数点0003H频率f max.数据带2位小数点0004H转速n max.0005H转速% max.数据带1位小数点设定数据寄存器0100H控制/报警J10%5%额定转速0101H控制/报警J225%40%额定转速0102H控制/报警J340%80%额定转速0103H控制/报警J480%90%额定转速0104H控制/报警J585%100%额定转速0105H控制/报警J6100%125%额定转速0106H控制/报警J7130%175%额定转速0107H极对数/额定频率单元前字节为极对数（主机可改），范围13FH (63D)极对数；单元后字节为转速仪测量额定频率（主机不可改）： 00H 60Hz01H 50Hz02H 25Hz03H 17.5Hz0108H归零延时单元前字节为归零延时115，1为12秒；2为24秒；3.15为180秒；单元后字节为转速仪转速n/转速n max. 数据小数点位置：0000 无小数点0001 小数点在十位0010 小数点在百位0011 小数点在千位开关量控制/报警状态03000307从0300H到0306H每个单元为1 bit，共7 bit(单元)， 分别代表J1J7工况开关量控制/报警状态。0307H单元为断相开关量报警状态。说明：1控制/报警J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7的设定数据，为正数表示当转速n大于设定值时该控制/报警动作；为负数表示当转速n小于设定值时该控制/报警动作。TDS转速测控仪对J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7设定数据的规定范围是J1、J2、J3为负数；J4、J5、J6、J7为正数。例J3 设定数据为50%即8032H，J6 设定数据为105%即0069H。2频率f、频率f最大值数据含2位小数；转速%、转速%最大值数据含1位小数；转速n、转速n最大值数据，当转速n的额定转速大于等于100转/每分钟数据含1位小数（极对数小于30对极），当转速n的额定转速小于100转/每分钟数据含2位小数（极对数大于等于30对极）。附录4：TDS电站专用温度测控仪表MODBUS通讯规约信息表单元数据类型单元地址 说明工况数据0000H工况温度0001H工况温度max0002H单元前字节低4位代表控制/报警方式：0000 单显示0001