MODBUS功能碼與寄存器

1、?師攀鋼電訊處低壓配電系統(tǒng)中,采用“集中監(jiān)控,分散檢測的原那么,由中控室 計(jì)算機(jī)和變電室配電柜組成實(shí)時工業(yè)限制網(wǎng),將Modbus通信總線應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)電量的監(jiān)測.由于所選用的 ABB公司電力監(jiān)測部件 PMC916、RSI32具有標(biāo)準(zhǔn) Modbus通信接口,利用其本身的通信功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,不僅可以獲得更完整的信息,而且節(jié)省了大量的布線.?1現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)?怵案例充分利用了現(xiàn)場總線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)來設(shè)計(jì)、開發(fā)系統(tǒng),并滿足了系統(tǒng)對可靠 性和靈活性的要求,其數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示.?憫1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖?亥系統(tǒng)現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為 RS2485通信環(huán)網(wǎng),通信介質(zhì)為雙絞線,通信協(xié)議為 Modbu

2、s,配電柜進(jìn)線電壓、電流、功率因素、頻率等遙測信號通過 ABB公司PMC916 電力監(jiān)測與限制裝置檢測,配電柜內(nèi)斷路器的工作狀態(tài)等遙信信號通過ABB公司RSI32檢測,PMC916和RSI32作為RS2485通信網(wǎng)絡(luò)的工作站節(jié)點(diǎn), 將采集的信號 通過Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換為限制信號傳送到上位機(jī),實(shí)現(xiàn)對電量信號的監(jiān)控；上位 PC 機(jī)為研華工控機(jī),監(jiān)控軟件選用的是國產(chǎn)軟件組態(tài)王；RS2232/RS2485轉(zhuǎn)換器為研華公司4520通信模塊.總線結(jié)構(gòu)平安、簡潔,具有很高的可靠性和實(shí)用性.?2Modbus數(shù)據(jù)通信?2.1數(shù)據(jù)格式?亥系統(tǒng)采用的Modbus總線,是一種串行總線結(jié)構(gòu),在串行通信中,不管數(shù)據(jù)類

3、型如何,它們都以幀的形式進(jìn)行傳輸,其根本數(shù)據(jù)幀格式如下：地址碼： 8位地址 碼為通信傳送的第一個字節(jié).?近個字節(jié)說明由用戶設(shè)定地址碼的從機(jī)將接收由主機(jī)發(fā)送來的信息.每個從機(jī)都具有唯一的地址碼,并且響應(yīng)回送均以各自的地址碼開始.主機(jī)發(fā)送的地址碼說明 將發(fā)送到的從機(jī)地址,而從機(jī)發(fā)送的地址碼說明回送的從機(jī)地址.?現(xiàn)能碼：8位,是通信傳送的第二個字節(jié).Modbus通信規(guī)約定義功能碼為1127, ABBPMC916和RSI32只利用其中的一局部功能碼.作為主機(jī)請求發(fā)送,通過功能 碼告訴從機(jī)執(zhí)行什么動作.作為從機(jī)響應(yīng),從機(jī)發(fā)送的功能碼與從主機(jī)發(fā)送來的功能碼一樣,并說明從機(jī)已響應(yīng)主機(jī)進(jìn)行操作.功能碼對照如表

4、1所示.表1功能碼對照表?數(shù)據(jù)區(qū)：NX 8位,數(shù)據(jù)區(qū)包含需要從機(jī)執(zhí)行什么動作或由從機(jī)采集的返送信息. 這些信息可以是數(shù)值、參考地址等.例如,功能碼告訴從機(jī)讀取存放器的值,那么數(shù) 據(jù)區(qū)必需包含要讀取存放器的起始地址及讀取長度.對于不同的從機(jī),地址和數(shù)據(jù) 信息都不相同.?比錯校馬碼：16位,主機(jī)或從機(jī)可用校驗(yàn)碼進(jìn)行判別接收信息是否出錯.有時, 由于電子噪聲或其它一些干擾,信息在傳輸過程中會發(fā)生細(xì)微的變化,過失校驗(yàn)碼 保證了主機(jī)或從機(jī)對在傳送過程中出錯的信息不起作用.這樣增加了系統(tǒng)的平安和 效率.錯誤校驗(yàn)所有位采用CRC-16進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算中的多項(xiàng)式為T校驗(yàn)方法.?2.2通信規(guī)約?假設(shè)通信命令發(fā)送至

5、PMC916、RSI32設(shè)備時,符合相應(yīng)地址碼的設(shè)備接通信命令, 并除去地址碼,讀取信息,如果沒有出錯,那么執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)；然后把執(zhí)行結(jié)果返 送給發(fā)送者.返送的信息中包括地址碼、執(zhí)行動作的功能碼、執(zhí)行動作后結(jié)果的數(shù) 據(jù)以及過失校驗(yàn)碼.如果出錯就不發(fā)送任何信息.?3Modbus實(shí)現(xiàn)電量監(jiān)測?系統(tǒng)采用國產(chǎn)軟件"組態(tài)王 6.0為上位監(jiān)控軟件,ABB公司的電力遙測遙信裝 置PMC916和RSI32為Modbus通信網(wǎng)絡(luò)的從站,PMC916和RSI32支持ModbusRTU 通信協(xié)議,通過在組態(tài)王中配置完成Modbus的通信功能,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與 ABBPMC916和RSI32的數(shù)據(jù)交換.?浜體配

6、置如下：由于 PMC916和RSI32具有標(biāo)準(zhǔn)Modbus通信協(xié)議,在組態(tài)王 中定義 COM1設(shè)備時,選擇 PLCfMod2iconfModbus (RTU)一串行,并按如下 參數(shù)配置：波特率：9600bps數(shù)據(jù)位：8位校驗(yàn)位：1位(偶校驗(yàn))停止位：1位 每臺PMC916、RSI32配置唯一的設(shè)備地址,地址范圍為132.?®建立數(shù)據(jù)字典,定義通信數(shù)據(jù)的存放器地址和數(shù)據(jù)類型.?刈態(tài)王存放器、數(shù)據(jù)類型說明如表 2所示,所定義的存放器與設(shè)備參數(shù)的對應(yīng)關(guān) 系如表3所示.表2組態(tài)王存放器、數(shù)據(jù)類型表3存放器與設(shè)備參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系表?®對應(yīng)數(shù)據(jù)字典存放器地址和設(shè)備存放器地址?師調(diào)試過程中

7、發(fā)現(xiàn),使用Modbus協(xié)議時,定義組態(tài)王數(shù)據(jù)字典存放器的地址時, 比要讀的設(shè)備的存放器的實(shí)際地址加一,這一點(diǎn)相當(dāng)重要.如：?附存器：00017數(shù)據(jù)類型：BIT邏輯線圈：對應(yīng) Modbus中的功能碼為1 讀或 5 寫,對應(yīng)設(shè)備的存放器地址為10016或50016 這要取決于所要執(zhí)行的是寫還是讀操作功能.?附存器：10012數(shù)據(jù)類型：bit輸入位存放器：對應(yīng)Modbus中的功能碼為2 讀, 對應(yīng)設(shè)備的存放器地址為 20011.執(zhí)行的是讀操作功能.?附存器：30001數(shù)據(jù)類型：UINT輸入存放器：對應(yīng)Modbus中的功能碼為4 讀, 對應(yīng)設(shè)備的存放器地址為40000.執(zhí)行的是讀操作功能.?附存器：40002數(shù)據(jù)類型：UINT輸出保持存放器：對應(yīng) Modbus中的功能碼 為3 讀或6 寫,對應(yīng)設(shè)備的存放器地址為 30001或60001 這要取決于所要 執(zhí)行的是寫還是讀操作功能.?©配置完成,總線系統(tǒng)上電設(shè)備工作過程如下：初始化硬件：初始化 Modbus驅(qū) 動器、初始化串行通信口；等待 PMC916、RSI32配制命令；初始化模塊存放器； 翻開驅(qū)動端口.?以上工作完成后,上位 PC就可與其節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時通信,實(shí)現(xiàn)電量的監(jiān)測.其監(jiān) 控主畫面如圖2所示.?憫2數(shù)據(jù)監(jiān)測主畫面?4結(jié)束語本電力參數(shù)、信號監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)