电磁流量转换器MODBUS通讯协议V10

1、电磁流量转换器modbus通讯说明书北京格乐普高新技术有限公司2010-01-01目录一、概述二、读流量信息三、读参数四、改写参数五、安装与布线六、通讯测试一、概述在传统的自动化监控及信息集成系统中，很多现场层设备与控制器之间的连接是一对 一（一个i/o点对设备的一个测控点）所谓i/o接线方式，信号传递通常是采用4-20ma （传 送模拟量信息）或24vdc （传送开关量信息）信号。但是这样的系统存在一些明显的缺点, 那就是佶息集成能力不强；系统不开放、可集成性差、专业性不强；可靠性不易保证；可维 护性不高等等。如果现场层设备配有串行数据接口（如rs-232/485）,控制器就对以按接口 规定

2、协议，通过串行通信方式（而不是i/o方式）完成对现场设备的监控。如果设想全部或 大部分现场设备都具有串行通信接口并具有统一的通信协议，控制器只需一根通信电缆就口 j 将分散的现场设备连接，完成对所有现场设备的临控，这就是所说的采用现场总线技术。我公司的电磁流量计都配有串行数据接口（如rs-232/485）,根据总线协议的不同，用 户对以选择不同通讯功能的电磁流量计。目前，我公司开发了多种采用485总线协议的通讯, 包扌舌带modbus总线协议的通讯、带profibus-dp接口的通讯、带hart总线协议的通 讯及自定义的、带mbmagcpvl.o协议的485/232通讯。modbus协议是由m

3、odicon公司为其控制器设计的一-种可靠而有效的工业控制系统 通信协议。从功能上看，是一种现场总线。modbus协议定义了消息域格式和内容的公共格 式，使控制器能认识和使用消息结构，而无需考虑通信网络的拓扑结构，它描述了一个控制 器访问其它设备的过程。当采川modbus协议通信时，此协议规定每个控制器需要知道口 己的设备地址，识别按地址发来的消息，如何响应来自其它设备的请求，如何侦测错谋并记 录。其数据通讯采用主一从方式，主机只能有1台，每个从机都有指定的地址，地址范围 在0247之间（其屮0为广播地址），只有主机具有主动权，从机只能对主机发送的命令作 出响应。当主机端发出数据请求消息（查询

4、）时，从机端接收到止确消息后就对以发送数据到 主机端以响应请求；主机端也可以直接发消息修改从机端的数据，实现读和写。查询一回应 周期如图1。如果采用广播方式（地址为0）查询，从机不作任何回应主设备的宜洵湄息设备地址功能代码功能代6马段错娱检测错送检测从设务的河应消昌查诲回应周期图我公司电磁流量转换器modbus通讯采用标准modbus通讯协议，modbus模块 和上位机进行通讯的波特率为6(x)- 19200,波特率设备地址可以通过键盘进行设置。通讯 山主机发起，主机首先发送消息帧，消息帧的发送间隔必须大于3.5个以上字符的发送时间。 消息帧发送的第一个字节是设备地址，从设备不断的侦测网络总线

5、当接收到第一个字节，每 个设备都进行解码以判断是否是发往自c的消息帧；接收到一个字符之后，如果停顿时间 超过3.5个以上字符的发送时间，标志着前一个消息帧发送结束，一个新的消息帧在此停顿 后开始。字符间隔不能人于一个字符，否则认为是一条新的消息帧开始，老的消息帧结束。消息帧定义如下:01234567设备地址功能编码地址高字节地址低字节数据高字节数据低字节crc低字节crc高字节8位字节8位字节8位字节8位字节8位字节8位字节8位字节8位字节modbus通讯协议规定了 2种通讯方式。rtu(remote terminal unit)方式通讯 采用8位字节的二进制数据通讯，数据校验采用crc循坏冗

6、余校验，通讯速度4交快；ascii 方式采用7位ascii码进行通讯，数据校验采川lrc逻辑兀余校验，通讯速率较慢。h前, 我公司的modbus通讯只是采用的rtu模式。针对modbus在电磁流量转换器上的应用，在modbus的功能码中，我公司只用了 3个功能码：03、04、06o 04号功能码主要用來读取流量信息，包括瞬时流量、流速、流 量乔分比、电极电阻、正向累计、反向累计、仪表口径、报警状态等；03号功能码用来读 取键盘参数，06号功能码用來设置键盘参数。二、读流量信息现场仪表的流量信息，由瞬吋流量、流速、白分比、报警状态等参数进行反映，参数存放地 址定义如下：参数存放首址参数定义参数取

7、值范围01瞬时流童数据长度04流速307百分比310空管电阻313正向累计316反向累计319仪表口径322报警状态3读取流暈信息时，主机发出功能编码04：读取输入寄存器值。参数存放首址对应输入寄存器首址的低字节。主机发送命令格式如下：从机地址(lbyte) +功能编码(ibyte) +输入寄存器首址(2byte) +输入寄存器个数(2byte) + crc 校验值(2byte)从机地址值范i韦i在1-99输入寄存器高字节全部是0,低字节范围在01-09,对应上血表格中参数存放首址。输入寄存器个数高字节是0,低字节是3从机冋应格式如下：从机地址(ibyte) +功能编码(ibyte) +读出的

8、字节个数(ibyte) +字节内容(6byte) + crc 校验值(2byte)返回的参数占6个字节，故字节个数是6。注：读取流量信息吋，瞬吋流量、流速、白分比、报警状态等参数是分别读取的，即一次只 能读取一个参数。但是可以根据用八需要对程序进行修改，一次性读取所有的8个参数或一 次读取其中的几个参数。读出的流量信息有两种表示方法：整形数表示法和浮点数表示法。浮点数格式采用ieee标准方式表示如下：bit 3 1 o o o o o o bl t24，blt23 oooooooooooooooooooooo b lto8位价码23位尾数+数符在23位尾数中，不存放最高位的1,最高位为1表示负

9、数，为0表示正数，这样23位尾数 还需要加上隐含的最高位的1,构成24位的小数尾数，即尾数为大于等t 0.5,小丁-1的小 数。最高8位为价码，采用偏移码方式，价码等于实际值减去127。接收时先接收价码(bit31 bit24),然后是第二字节(bit7。bito),第三字节(bitl5oooooo bits),最后是第四字节(bit23oooooo bitl6)。比如接收的4个字节是：87hd7he3h40h,则浮点算法如下:87h是价码，换算成10进制是135,减去127,故价码值是8。浮点数的整数部分为2*256。第二字节是d7h,换算成10进制是215, 215/256=0.8398第

10、三字节是 e3h,换算成 10 进制是 227, 227+0.8398=227.8398, 227.8398/256=0.89第四字节是40h,换算成10进制是64：第四字节如果大于128,则浮点数为负;如果小于128,则浮点数为正，因为隐含了最高位的1故第四字节值还应加上128。64+128=192, 192+0.89=192.89, 192.89/256=0.7535,这是浮点数的小数部分。故浮点数值为浮点数的整数部分乘上浮点数的小数部分，即256*0.7535=192.89。详细信息结构定义如下：1）、瞬时流量信息定义主机发送：01h04h00h01h00h03he1hcbh从机响应:0

11、1h04h06hdod1d2d31)4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表瞬时流量整数部分的高4位（16进制），d2、d3代表瞬时流量整数部分的低4位（16邀u ）, d4、d5代表瞬时流量小数部分值（16 进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是瞬时流量浮点数值。d4代表流向和流量单位，定义如下：d4=bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bitl bitobit7=0：流向止 bit7=l：流向负流量单位定义如下：b3b2b1b001234567单位m3/sm3/minm3/hm3/dl/sl/minl/h

12、l/db3b2b1b089101112131415单位t/st/mint/ht/dkg/skg/minkg/hkg/dd5保留。2）、流速信息定义主机发送:01h04h00h04h00h03hf1hcah从机响应:01h04h06hdod1d2d3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表流速整数部分的高4位（16进制），d2、d3代表流速整数部分的低4位（16进制），d4、d5代表流速小数部分值（16进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是流速浮点数值。d4、d5：保留。3）、流量百分比信息定义主机发送：01h04h00h07h00

13、h03h01hcah从机响应:01h04h06hdod1d2d3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表百分比值整数部分的高4位（16进制），d2、d3代表百分比值整数部分的低4位（16邀9 ）, d4、d5代表百分比值小数部分值（16 进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是白分比的浮点数值。d4、d5：保留。4）、电极电阻信息定义主机发送：01h04h00hoah00h03h90h09h从机响应:01h04h06hdod1d2d3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表电极电阻整数部分的高4

14、位（16进制），d2、d3代表电极电阻整数部分的低4位（16避9 ）, d4、d5代表电极电阻小数部分值（16 进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是电极电阻浮点数值。d4、d5：保留。5）、正向总量信息定义主机发送：01h04h00hodh00h03h21hc8h从机响应:01h04h06hdod1d2d3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表止向总量整数部分的高4位（16进制），d2、d3代正向总量整数部分的低4位（16遴ij ）, d4、d5代表正向总量小数部分值（16 进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、

15、d2、d3是正向总量浮点数值。d5：保留。d4：止向总量单位，定义如下：d401234567单位0.001l0.01l0.1lil0.001m30.01m30.1m3lm3d489101112131415单位0.001 us galo.olusgal0.1 us gallusgalo.ooligalo.oligalo.ligalligald41617181920212223单位0.001kg0.01kg0.1kg1kg0.00 it0.0 it0tit6）、反向总量信息定义主机发送：01h04hooh10hooh03hbihceh从机响应:01h04h06hdodid2d3d4d5crc16低

16、crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表反向总量整数部分的高4位（16进制），d2、d3代表反向总量整数部分的低4位（16避9 ）, d4、d5代表反向总量小数部分值（16 进制）。如果数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是反向总量浮点数值。d5：保留。d4：反向总量单位，定义如f：d401234567单位0.001l0.0 il0.1lil0.001m30.01m30.1 rn3lm3d489101112131415单位0.001 usgal0.01 usgal0.1 usgali usgal0.001 igal0.01 igal0.1 igalhgald41

17、617181920212223单位0.001kg0.01kg0.1kg1kg0.00 it0.0 ito.ltit7）、仪表口径信息定义主机发送：01h04hooh13hooh03h41hceh从机响应:0111041106hdodid2)3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输，则do、d1代表仪表口径整数部分的高4位（16进制），d2、d3代表仪表口径整数部分的低4位（16逊9 ）, d4、d5代表仪表口径小数部分值（16 进制）。如杲数据以浮点数格式进行传输，则do、di、d2、d3是仪表口径浮点数值。定义如下：浮点值代表管径浮点值代表管径浮点值代表管径031520

18、030140016162503116002817300321800310183503320004151940034220052020450352400625215003626007322260037280084023700383000950248001065259001180261000121002711001312528120014150291300d4、d5：保留。8）、报警状态信息定义主机发送：01h041100h16h00h03h51hcfh从机响应:01h04h06hd0d1d2d3d4d5crc16低crc16高如果数据以整形数格式进行传输,则d2、d3代表报警状态整数值（十六进制

19、）,do、d1、d4、d5保留。如果数据以浮点数格式进行传输，贝'j d0-d3：报警状态的4字节浮点数，d4、d5：保留。报警状态的值范围不会超过1024,用二进制位表示为：bit9 bit8 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2bill bito,分別定义如下：位定义：bitx = 0无警状态；bitx = 1报警状态;alam 位bitobitlbit2bit3bit4报警定义保留励磁报警电极报警空管报警上限报警alam 位bit5bit6bit7bit8bit9报警定义下限报警保留保留保留保留三、读参数现场仪表的各个参数，参数编号定义如下:读写参数时，各个

20、参数的定义如下：参数编号显示文字设置方式默认值1语言选择选择屮文2测量管道口径选择1003流量虽程单位选择m3/h4流量量程倍率选择-25流量屋程设定设置282746量程自动切换选择禁止7测量阻尼时间选择4.0s8流量方向选择选择正向9流量零点修正设置+0.00010小信号切除点设置0.5%11切除允许选择选择允许12变化率限制值设置00%13不嫩感时间值设置00s14流量积算单位选择1.0m315脉冲输出方式选择频率16脉冲当量选择设置1017脉冲当量单位选择018频率输出满度设置200019空管报警允许选择020电极报警阀值设置200.0k21上限报警允许选择禁止22上限报警阀值设置90.

21、0%23下限报警允许选择禁止24下限报警阀值设置15.0%25反向测量允许选择禁止26传感器系数值设置1.000027励磁方式选择选择方式一28仪表标泄系数设置1.000029电流零点修正设置1.000030电流满度修正设置1.000031出厂标定系数设置1.00001）、语言选择参数值二0 ：中文参数值二1 :英文2）、测量管道口径选择参数值代表管径参数值代表管径参数值代表管径0315200301400161625031160028173003218003101835033200041519400342200520204503524006252150036260073222600372800

22、8402370038300095024800106525900118026100012100271100131252812001415029130032）、流量量程单位选择参数值01234567单位m3/sm3/minm3/hl/sl/minl/husg/musg/h参数值89101112131415单位ig/mig/ht/st/mt/hkg/skg/minkg/h33）、流量量程冥指数选择参数值二0 : 0参数值二1 : -1参数值=2 : -2参数值=201 : 1参数值二202 : 2参数值二203 : 3参数值=204 : 4参数值二205 : 55）、流量量程设置：065535o34

23、）、量程自动切换选择参数值=0 :禁止参数值二1 : 1:2参数值=2 : 1:4参数值=3 : 1:87）、测量阻尼时间选择参数值01234567阻尼时间0.2s0.5s0.8s1.0s2.0s3.0s4.0s5.0s参数值891011121314阻尼时间6.0s8.0s10.0s20.0s30.0s50.0s100.0s8）、流量方向选择参数值二0 ：正向参数值二1 :反向9）、流量零点设置:±0. 000土9. 999o设置正数时，按照设置值进行输出。设置负数时，输出值为设置值的绝对值加上32. 768。10）、小信号切除点设置:099. 9%o11）、小信号切除允许选择参数值

24、二0 :允许参数值二1 :禁止12）、变化率限制值设置：029%。13）、不嫩感时间值设置：019s。14）、流量积算单位选择参数值01234567单位0.001l0.01l0.1lil0.001m30.01m30.1m3lm3参数值89101112131415单位0.001 us gal0.01 usgal()usgal1 usgal().001 igal0.01 igal0.1 igal1 igal参数值1617181920212223单位0.001kg0.01kg0.1kg1kg0.00 ito.olto.ltit15）、脉冲输出方式选择参数值二0 ：频率参数值二1 ：脉冲16）、脉冲当

25、量单位选择参数值=0 :0. 01l/p参数值二1 :0. 1l/p参数值=2 :1l/p参数值=3 :2l/p参数值二4 :5l/p参数值二5 :10l/p参数值二6 :100l/p参数值二7 :ini3/p参数值=8 :10m3/p参数值二9 ：100m3/p18）、频率输出满度设置：15999hzo19）、空管报警允许选择参数值=0 :禁止参数值二1 :允许20）、电极报警阀值设置：0999.9kq。21）、上限报警允许选择参数值二0 :禁止参数值二1 :允许22）、上限报警阀值设置:0199. 9%023）、下限报警允许选择参数值二0 ：禁止参数值二1 :允许24）、下限报警阀值设置：

26、0199.9%。25）、反向测量允许选择参数值二0 ：禁止参数值二1 :允许26）、传感器系数值设置:03.9999o27）、励磁方式选择参数值二0 ：方式一参数值二1 ：方式二参数值二2 :方式三参数值二3 :方式四28）、仪表标定系数值设置：03.9999o29）、电流零点修正值设置：01.9999。30）、电流满度修正值设置：03.9999o31）、出厂标定系数设置：03.9999o读取仪表参数时，主机发出功能编码03：读取保持寄存器内容。通讯时，仪表的参数编号，分别对应保持寄存器首址的低字节。主机发送命令格式如下：从机地址（lbyte） +功能编码（ibyte） +保持寄存器首址（2b

27、yte） +保持寄存器个数（2byte）+ crc 校验值（2byte）从机地址值范围在1-99保持寄存器离字节全部是0,低字节范围在()131,对应仪表参数编号。保持寄存器个数高字节是0,低字节是1。从机冋应格式如下：从机地址(lbyte) +功能编码(lbyte) +字节个数(ibyte) +字节内容(2byte) + crc校验值(2byte)返回的参数占2个字节，故字节个数是2。四、改写参数改写仪表参数时，主机发出功能编码06：预置单寄存器值。主机发送命令格式如下：从机地址(lbyte) +功能编码(lbyte) +单寄存器首址(2byte) +字节内容(2byte) + crc校验值(2byte)从机地址值范围在1-99单寄存器高字节全部是0,低字节范围在0137。从机接收到命令后，将收到的数据原样传回，主机可用于校验。从机回应格式如下：从机地址(lbyte) +功能编码(lbyte) +单寄存器首址(2byte) +字节内容(2byte) + crc校 验值(2byte)如果设置成功，modbus返冋的字节内容和发出去的字节内容一样。五、安装