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宇電AI系列單回路測(cè)量控制儀表通訊協(xié)議說(shuō)明

2023-11-21 13:28:37 來(lái)源：廈門(mén)宇電自動(dòng)化科技有限公司

宇電AI系列單回路測(cè)量控制儀表通訊協(xié)議說(shuō)明

（V9.2版）
宇電V9.X版本以上單回路測(cè)量控制儀表可支持AIBUS及MODBUS兩種通信協(xié)議，其中AIBUS由廈門(mén)宇電自動(dòng)化科技有限公司自主開(kāi)發(fā)，能用簡(jiǎn)單的指令實(shí)現(xiàn)全面的功能，其特點(diǎn)是寫(xiě)參數(shù)的同時(shí)亦可完成讀功能，因此寫(xiě)參數(shù)時(shí)不破壞讀的循環(huán)周期時(shí)間，且允許在一個(gè)RS485通訊接口上*多連接80臺(tái)儀表。而通用的MODBUS協(xié)議則具有更廣泛的兼容性，V9.X以上版本MODBUS協(xié)議讀指令一次*多可讀20個(gè)字的數(shù)據(jù)，其通信效率較本公司以往版本大為提升。V9.X版的新一代AI系列儀表在9600波特率下上位機(jī)訪問(wèn)一臺(tái)V9.X版儀表的平均時(shí)間僅20mS左右，不考慮數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間時(shí)，儀表在接收上位機(jī)指令后*大延遲時(shí)間僅10mS，平均延遲時(shí)間僅2~3mS，遠(yuǎn)快于本公司以往版本，可輕松組建大型過(guò)程控制系統(tǒng)。所有V9.X版本的新一代AI儀表允許上位機(jī)寫(xiě)入次數(shù)均達(dá)20億次以上，確保儀表內(nèi)部存儲(chǔ)器不會(huì)因?yàn)樯衔粰C(jī)頻繁寫(xiě)入而損壞，并可利用上位機(jī)將儀表組成復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。AI系列儀表可以用PC、觸摸屏及PLC作為上位機(jī)，市面各種組態(tài)軟件資源豐富�；cPC的上位機(jī)軟件廣泛采用WINDOWS作為操作環(huán)境，不僅操作直觀方便，而且功能強(qiáng)大。*新的工業(yè)平板觸摸屏的應(yīng)用，更為工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)使用簡(jiǎn)單且功能豐富價(jià)格便宜的選擇。這使得采用儀表+上位機(jī)結(jié)構(gòu)的測(cè)控系統(tǒng)價(jià)格大大低于傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)，其分布式結(jié)構(gòu)也具有很高的可靠性。除部分新推出型號(hào)外，V9.XX版本通信協(xié)議在提升性能和功能的同時(shí)與本公司V8.XX通信協(xié)議完全保持兼容，客戶(hù)原有上位機(jī)軟件無(wú)需修改可直接使用。

一、接口規(guī)格

AI系列儀表使用異步串行通訊接口，接口電平符合RS232C或RS485標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。數(shù)據(jù)格式為1個(gè)起始位，8位數(shù)據(jù)，無(wú)校驗(yàn)位或偶校驗(yàn)位，1個(gè)或2個(gè)停止位。通訊傳輸數(shù)據(jù)的波特率可調(diào)為4800~28800 bps，通常用9600 bps，需要更快刷新率時(shí)，也可嘗試用19200或28800bps，當(dāng)通訊距離很長(zhǎng)或通訊不可靠常中斷時(shí)，可選4800bps。
RS485通訊接口通訊距離長(zhǎng)達(dá)1KM以上（部分實(shí)際應(yīng)用已達(dá)3-4KM），只需兩根線(xiàn)就能使多臺(tái)AI儀表與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。普通計(jì)算機(jī)可使用RS232/RS485或USB/RS485型通訊接口轉(zhuǎn)換器，將計(jì)算機(jī)上的RS232通訊口或USB口轉(zhuǎn)為RS485通訊口。宇電RS232/RS485及USB/RS485轉(zhuǎn)換器具備體積小、無(wú)需初始化而可適應(yīng)任何軟件、無(wú)需外接電源、有一定抗雷擊能力等優(yōu)點(diǎn)。按RS485接口的規(guī)定，RS485通訊接口可在一條通訊線(xiàn)路上連接*多32臺(tái)儀表或計(jì)算機(jī)。需要聯(lián)接更多的儀表時(shí)，需要中繼器，也可選擇采用1/2或1/4負(fù)載等芯片的通訊接口來(lái)增加可連接儀表的數(shù)量。目前生產(chǎn)的AI儀表通訊接口采用低負(fù)載芯片并且一定的防雷擊和防靜電功能，無(wú)需中繼器即可連接約60臺(tái)儀表。
AI儀表的RS232及RS485通訊接口采用光電隔離技術(shù)將通訊接口與儀表的其他部分線(xiàn)路隔離，當(dāng)通訊線(xiàn)路上的某臺(tái)儀表?yè)p壞或故障時(shí)，并不會(huì)對(duì)其它儀表產(chǎn)生影響。同樣當(dāng)儀表的通訊部分損壞或主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，儀表仍能正常進(jìn)行測(cè)量及控制，并可通過(guò)儀表鍵盤(pán)對(duì)儀表進(jìn)行操作，工作可靠性很高。當(dāng)同一網(wǎng)絡(luò)上有其他公司也采用主從方式通訊的產(chǎn)品時(shí)，如PLC、變頻器等，需注意AIBUS協(xié)議并不能保證其它公司產(chǎn)品能否正常工作，通常不應(yīng)將AI儀表與其它產(chǎn)品混在一個(gè)RS485通訊總線(xiàn)上，而應(yīng)分別使用不同的通信線(xiàn)路，或采用MODBUS協(xié)議。
宇電V9.x版本智能儀表采用AFC參數(shù)選擇協(xié)議類(lèi)型，AFC=AFC.A+AFC.D*8。功能如下表

AFC 參數(shù)值	功能說(shuō)明	AFC 參數(shù)值	功能說(shuō)明
0	標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議、無(wú)校驗(yàn)	8	標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議、偶校驗(yàn)
1	AIBUS協(xié)議、無(wú)校驗(yàn)	9	AIBUS協(xié)議、偶校驗(yàn)
2	兼容型MODBUS-RTU協(xié)議、無(wú)校驗(yàn)	10	兼容型MODBUS-RTU協(xié)議、偶校驗(yàn)
4	標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議S6/S7地址兼容模式、無(wú)校驗(yàn)，注意使用的模塊還是S、S1、S4。	12	標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU協(xié)議S6/S7地址兼容模式、偶校驗(yàn)，注意使用的模塊還是S、S1、S4。

二、AIBUS協(xié)議通訊指令說(shuō)明

本文采用16進(jìn)制數(shù)據(jù)格式來(lái)表示各種指令代碼及數(shù)據(jù)。AIBUS的通訊指令只有兩條，一條為讀指令，一條為寫(xiě)指令，指令的發(fā)送字節(jié)長(zhǎng)度均為8個(gè)字節(jié)，而接收字節(jié)長(zhǎng)度均為10個(gè)字節(jié)，這使得上位機(jī)軟件編寫(xiě)容易，但仍能完整地對(duì)儀表進(jìn)行各種操作，指令須連續(xù)發(fā)送，若字節(jié)長(zhǎng)度不對(duì)則儀表不會(huì)響應(yīng)。
儀表地址：AIBUS協(xié)議地址范圍為0~80，一條通訊線(xiàn)路上*多可連接81臺(tái)AI儀表，儀表的通訊地址由參數(shù)Addr決定。儀表內(nèi)部采用兩個(gè)重復(fù)的128~208（16進(jìn)制為80H~D0H）之間數(shù)值來(lái)表示地址代號(hào)，由于在AI儀表內(nèi)部連續(xù)兩個(gè)128~208的數(shù)通常不會(huì)出現(xiàn)，因此數(shù)據(jù)與地址不會(huì)重復(fù)造成沖突。AI儀表通訊協(xié)議規(guī)定，地址指令為兩個(gè)相同的字節(jié)，數(shù)值為（儀表地址+80H）。例如：儀表參數(shù)Addr=10（16進(jìn)制數(shù)為0AH，0A+80H=8AH），則該儀表的地址指令為：
8AH 8AH
參數(shù)地址：儀表的參數(shù)用1個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)（一個(gè)字節(jié)）的參數(shù)地址代號(hào)來(lái)表示。它在指令中表示要讀/寫(xiě)的參數(shù)名，各種參數(shù)含義見(jiàn)后文表格。
校驗(yàn)碼：校驗(yàn)碼采用16位求和校驗(yàn)方式，其中讀指令的校驗(yàn)碼計(jì)算方法為：
要讀參數(shù)的代號(hào)×256+82(52H)+Addr
寫(xiě)指令的校驗(yàn)碼計(jì)算方法為以下公式做16位二進(jìn)制加法計(jì)算得出的余數(shù)（溢出部分不處理）：
要寫(xiě)的參數(shù)代號(hào)×256+67(43H)+要寫(xiě)的參數(shù)值+Addr
返回?cái)?shù)據(jù)：無(wú)論是讀還是寫(xiě)，儀表都返回10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，其中PV、SV及所讀參數(shù)值均各占2個(gè)字節(jié)，代表一個(gè)16位二進(jìn)制有符號(hào)補(bǔ)碼整數(shù)，低位字節(jié)在前，高位字節(jié)在后，整數(shù)無(wú)法表示小數(shù)點(diǎn)，要求用戶(hù)在上位機(jī)處理；MV占一個(gè)字節(jié)，按8位有符號(hào)二進(jìn)制數(shù)格式，數(shù)值范圍-110~＋110，狀態(tài)位占一個(gè)字節(jié)，校驗(yàn)碼占2個(gè)字節(jié)，共10個(gè)字節(jié)。校驗(yàn)碼為PV+SV+（報(bào)警狀態(tài)*256+MV）+參數(shù)值+Addr按16位整數(shù)加法相加后得到的余數(shù)，溢出數(shù)忽略。
具體交互命令如下：
讀參數(shù)指令:

地址代號(hào) 低字節(jié)	地址代號(hào) 高字節(jié)	讀功能命令	讀參數(shù)代號(hào)	低字節(jié)	高字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和高字節(jié)
80H+ 儀表地址	80H+ 儀表地址	52H	參見(jiàn)參數(shù)代號(hào)表	00H (固定值)	00H (固定值)	參見(jiàn)注1

注1：校驗(yàn)和=讀參數(shù)代號(hào)*256(100H)+82(52H)+儀表地址
如讀儀表地址1的上限報(bào)警值的命令如下：

地址代號(hào) 低字節(jié)	地址代號(hào) 高字節(jié)	讀功能命令	讀參數(shù)代號(hào)	低字節(jié)	高字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和高字節(jié)
81H	81H	52H	01H	00H	00H	53H		01H

校驗(yàn)和=1(01H)*256(100H)+1(01H)+82(52H) = 339(153H)，因低字節(jié)在前,高字節(jié)在后，故上表中為53H，01H。

寫(xiě)參數(shù)指令

地址代號(hào) 低字節(jié)	地址代號(hào) 高字節(jié)	寫(xiě)功能命令	寫(xiě)參數(shù)代號(hào)	寫(xiě)入值低字節(jié)	寫(xiě)入值高字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和高字節(jié)
80H+ 儀表地址	80H+ 儀表地址	43H	參見(jiàn)參數(shù)代號(hào)表	參見(jiàn)注1		參見(jiàn)注2

注1：需要寫(xiě)入到儀表中的數(shù)據(jù)，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。
注2：校驗(yàn)和=(寫(xiě)參數(shù)代號(hào)*256(100H)+67(43H)+儀表地址+寫(xiě)入值)&FFFFH 得到的余數(shù)
如寫(xiě)儀表地址1的給定值為100.0的命令如下：

地址代號(hào) 低字節(jié)	地址代號(hào) 高字節(jié)	寫(xiě)功能命令	寫(xiě)參數(shù)代號(hào)	寫(xiě)入值低字節(jié)	寫(xiě)入值高字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和高字節(jié)
81H	81H	43H	00H	E8H	03H	2CH		04H

校驗(yàn)和=0(00H)*256(100H)+1(01H)+1000(03E8H)+67(43H) = 1068(42CH)，因低字節(jié)在前,高字節(jié)在后，故上表中為2CH，04H。

返回?cái)?shù)據(jù)：無(wú)論是讀命令還是寫(xiě)命令，儀表都返回10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)

測(cè)量值低字節(jié)	測(cè)量值高字節(jié)	設(shè)定值低字節(jié)	設(shè)定值高字節(jié)	輸出值 MV	狀態(tài)字節(jié)	讀或?qū)懙膮?shù)值低字節(jié)	讀或?qū)懙膮?shù)值高字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)
注1								注2

注1：測(cè)量值=(測(cè)量值高字節(jié)*256)+測(cè)量值低字節(jié)
設(shè)定值及讀或?qū)懙膮?shù)值解析方法相同
注2、校驗(yàn)和=(測(cè)量值+設(shè)定值+狀態(tài)字節(jié)*256+輸出值MV+讀或?qū)懙膮?shù)值+儀表地址)&FFFFH 得到的余數(shù)，當(dāng)通信數(shù)據(jù)受干擾時(shí)，采集時(shí)可將返回值中的校驗(yàn)和與計(jì)算的校驗(yàn)和比對(duì)，兩者相同則數(shù)據(jù)則數(shù)據(jù)正常，反之有可能因干擾導(dǎo)致異常。

假設(shè)儀表地址1的表上此時(shí)測(cè)量值顯示100.0，設(shè)定值顯示0.0，無(wú)報(bào)警發(fā)生，無(wú)輸出，讀或?qū)懺O(shè)定值為0.0返回的命令如下：

測(cè)量值低字節(jié)	測(cè)量值高字節(jié)	設(shè)定值低字節(jié)	設(shè)定值高字節(jié)		輸出值 MV	狀態(tài)字節(jié)	讀或?qū)懙膮?shù)值低字節(jié)	讀或?qū)懙膮?shù)值高字節(jié)		校驗(yàn)和低字節(jié)	校驗(yàn)和低字節(jié)
E8H	03H	00H		00H	00H	60H	00H		00H	E9H	63H