三相電能表(液晶版)485通信說明-V1.0

1、五、數(shù)字通訊部分（適用于口 E4，代表外型尺寸。版本號：2011-06-V1.0）5-1 概述高清晰LCD顯示的三相電能表（習(xí)慣稱口 E4系列），提供串行異步半工 RS485通訊接口，采用 MODBUS-RTU 協(xié)議，各種數(shù)據(jù)信息均可在通訊線路上傳送。在一條 485總線上可以同時連接多達 32個 網(wǎng)絡(luò)電力儀表，每個網(wǎng)絡(luò)電力儀表均可以設(shè)定其通訊地址。不同系列儀表的通訊接線端子號碼不同，這點 在布線時需要注意。通訊連接應(yīng)使用帶有銅網(wǎng)的屏蔽雙絞線，線徑不小于0.5mm 2，不要用平行線，因其易引入干擾。將屏蔽雙絞線的屏蔽層接地（GND端），布線時應(yīng)使用通訊線遠(yuǎn)離強電電纜或其它強電磁環(huán)境。5-2 MO

2、DBUS-RTU通訊協(xié)議MODBUS 協(xié)議約定在一根通訊線上采用主從應(yīng)答方式的通訊連接方式。首先，主計算機的信號尋址 到一臺唯一地址的終端設(shè)備（從機），然后，終端設(shè)備發(fā)岀的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給主機，即在一根 單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸所有的通訊數(shù)據(jù)流（半雙工的工作模式）。MODBUS協(xié)議只允許在主機（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨立的終端設(shè)備之間的 數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會在它們初始化時占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達本機的查詢信號。1 主機查詢：查詢消息幀包括設(shè)備地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)信息碼、校驗碼。地址碼表明要選中的從機設(shè)備功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)

3、行何種功能，例如功能代碼03或04是要求從設(shè)備讀寄存器并返回它們的內(nèi)容；數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的其它附加信息，如在讀命令中，數(shù)據(jù)段的附加信息有從何 寄存器開始讀的寄存器數(shù)量；校驗碼用來檢驗一幀信息的正確性，為從設(shè)備提供了一種驗證消息內(nèi)容是否 正確的方法，它采用 CRC16的校準(zhǔn)規(guī)則。2 從機響應(yīng)：如果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中有從機地址碼、功能代碼、數(shù)據(jù)信息碼和 CRC16校驗碼。數(shù)據(jù)信息碼包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：如寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生，我們約定是 從機不進行響應(yīng)。3.數(shù)據(jù)傳輸方式傳輸方式是指一個數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及用于傳輸數(shù)據(jù)的有限規(guī)則，下面定義了與 M

4、ODBUS協(xié)議-RTU方式相兼容的傳輸方式。每個字節(jié)的位：1個起始位、8個數(shù)據(jù)位、（奇偶校驗位）1個停止位（有奇偶校驗位時）或 2個停止位（無奇偶校驗位時）。5-3通訊報文格式數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)：即報文格式地址碼功能碼數(shù)據(jù)碼校驗碼1個字節(jié)1個字節(jié)N個字節(jié)2個字節(jié)1 .地址碼幀的開始部分，由1個字節(jié)（8位二進制碼）組成，十進制為0255，在我們的系統(tǒng)中只使用1247 其它地址保留。這些位標(biāo)明了用戶指定的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來自與之相連的主機數(shù)據(jù)。每個終端設(shè)備的地址必須是唯一的，僅僅被尋址到的終端會響應(yīng)包含了該地址的查詢，當(dāng)終端發(fā)送回一個響應(yīng)，響應(yīng)中的從機地址數(shù)據(jù)告訴了主機那臺終端與之進行通信。

5、2 .功能碼告訴終端執(zhí)行何種功能。下表列岀多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表所支持的功能碼，以及它們的意義和功能。功能碼意義行為03 （或 04 ）讀數(shù)據(jù)寄存器獲得一個或多個寄存器的當(dāng)前二進制值3 .數(shù)據(jù)碼包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù) 值、參考地址或者設(shè)置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個寄存器，數(shù)據(jù)域則需要反映表明從哪個寄 存器開始及讀取多少個數(shù)據(jù)，而從機數(shù)據(jù)碼回送內(nèi)容則包含了數(shù)據(jù)長度和相應(yīng)的數(shù)據(jù)。4 .校驗碼錯誤校驗域占用兩個字節(jié)（CRC16 ），包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設(shè)備計算岀來， 然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時重新

6、計算CRC值，然后與接收到的 CRC域中的值進行比較。如果這兩個值不相等，就發(fā)生了錯誤。5. CRC16 算法生成一個CRC16的流程為：(1 )預(yù)置一個16位寄存器為FFFFH ( 16進制，全1 ),稱之為CRC寄存器。(2)把數(shù)據(jù)幀中的第一個字節(jié)的 8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進行異或運算，結(jié)果存回CRC寄存器。(3 )將CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移岀并檢測。(4)上一步中被移出的那一位如果為 0 :重復(fù)第三步(下一次移位)：為1 ;將CRC寄存器與預(yù)設(shè) 的固定值(0A001H )進行異或運算。(5 )重復(fù)第三步和第四步直到 8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。(6

7、)重復(fù)第二步到第5步來處理下一個八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。(7 )最終CRC寄存器的值就是 CRC的值。5-4 MODBUS 地址信息表(地址采用 10進制數(shù)表示)字傳輸 方式地 址項目描述字節(jié)傳輸方式 地址備注0MM編程設(shè)置密碼0，12 字節(jié)，0-99991XS電量顯示選擇2范圍：0-4DZ儀表地址3P1 字節(jié)，1-2472PT電壓倍率4，52 字節(jié)，1-99993CT電流倍率6，72 字節(jié)，1-999945未定義8，9，10，11:系統(tǒng)保留電參數(shù)測量信息6,7P總有功功率12,13,14,15浮點型數(shù)據(jù)，格式為IEEE-574,有 功功率單位 kW，無功功率單位 kVar。一次側(cè)及乘了

8、變比之后的值。8,9Q總無功功率16,17,18,1910,11未定義20,21,22,23電能計量信息12,13EP一次側(cè)有功電能24,25,26,27浮點型數(shù)據(jù)，格式為IEEE-574,有 功電能單位 kWh，無功電能單位 kVarh。一次側(cè)及乘了變比 CT、PT 之后的值。14,15EQ一次側(cè)無功電能28,29,30,315-5浮點型數(shù)據(jù)計算方法1位符號位(SIGN8位指數(shù)位(E7E023位尾數(shù)位(p22-p0)浮點型數(shù)據(jù)(float)符合IEEB574數(shù)據(jù)格式，其定義和計算方法如下：1位符號位(SIGN8位指數(shù)位(E7E023位尾數(shù)位(p22p0)1 I I I 1 i 1 j L j

9、 1BYTESrTTTTTTTTnBYTESMIEJ I工 1i i i r i u f2E4 1iIsY1E3BYTE 3IVTEd111 ii 11jL f J i'1111 1 1 1 1 1 111 II 11 1 II 1 1 1I魁敢HE分符號位：SIGN=為正，SIGN=1J負(fù)；指數(shù)部分：E=f數(shù)部分'-126;尾數(shù)部分：M尾數(shù)部分補上最高位為1 數(shù)據(jù)結(jié)果：REAL=SI®NeXM/ (256X65536 (1)例:儀表返回十六進制的電流數(shù)值數(shù)據(jù)I=43556680H轉(zhuǎn)化為二進制數(shù)據(jù)位:01000011 01010101 0110011X0000000

10、得到:最高位(數(shù)值符號位):SIGN=0表示正數(shù)；指數(shù)部分 E： (10000110)母134; E=134-126 =8尾數(shù) M = (11010101 01100110 10000000)B =D566839®5408 根據(jù)式(1)得到結(jié)果：(+)28X13985408/(256< 65536 =21345-6 通訊報文舉例，約定采用字（ WORD ）傳輸方式。例1 :從終端設(shè)備地址為1 （ 01H ）的從機上讀取一次側(cè)正向有功電能的數(shù)值。主機發(fā)送查詢數(shù)據(jù)幀（16進制表示）地址命令起始寄存器 （高字節(jié)）起始寄存器（低字節(jié)）寄存器個 數(shù)（高字節(jié)）寄存器個 數(shù)（字節(jié)）CRC16

11、低字節(jié)CRC16高字節(jié)0103000C00020408從機回傳響應(yīng)數(shù)據(jù)幀（16進制表示）地址命令數(shù)據(jù)長度4字節(jié)數(shù)據(jù)CRC16低字節(jié)CRC16高字節(jié)01030442 DD CC 802AD1儀表返回數(shù)據(jù)：42 DD CC 80 ，按照IEEE-574 定義及轉(zhuǎn)換方法（參照 5-5 ），得到10進制數(shù)為110.80 。表明一次側(cè)正向有功電能為110.80 （ kWh ），110.80 就是電表上顯示的一次側(cè)有功電度值。一次側(cè)無功電能參數(shù)值讀取和轉(zhuǎn)換方法類似。例2 :從終端設(shè)備地址為1 （ 01H ）的從機上讀取總有功功率的數(shù)值。主機發(fā)送查詢數(shù)據(jù)幀（16進制表示）地址命令起始寄存器 （高字節(jié)）起始寄存器 （低字節(jié)）寄存器個 數(shù)（高字節(jié)）寄存器個 數(shù)（低字節(jié)）CRC16低字節(jié)CRC16高字節(jié)010300060002240A從