二工PD800多功能表ModBus协议Word格式.docx
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2.3.2数据长度:
下行时2字节,终端回应时1字节,可以用字节方式或用字方式表达。
通讯说明:
利用通讯命令,可以进行点对点双向通讯,串行通讯双方必须设置为相同的波特率(Baud)、校验方式(N、E、O)、数据长度(8)、停止位
(1)。
同时通讯双方必须选择相同的通讯方式:
字方式或字节方式。
若是字地址,主机就必须以字方式发送命令给寄存器,地址和长度按照WORD格式地址;
若是字节地址,主机就必须以字节方式发送命令给寄存器,地址和长度按照BYTE格式。
两种方式下从机返回相同格式的数据。
但若字地址与字节地址搞反将会得到错误结果或得不到从机响应。
PD800仪表支持字格式和字节格式两种通讯方式。
(字节方式/字方式选择:
通讯控制字的BIT7为0为字、字节方式选择位;
按键也可以设置;
当设置LENL=0时,此时BIT7=0即为字节方式。
当设置LENL=2时,此时BIT7=1即为字方式。
2.4帧校验(Check)域:
帧校验域采用循环冗余码CRC16,由二个字节校验码组成,用于检测主机和终端检查传输过程中的数据通讯错误,保证主机或者终端不去响应那些传输过程中发生了改变的数据,提高系统的安全性和效率,CRC校验码的低字节先发,高字节后发。
2.4.1校验码算法介绍:
CRC值由发送设备计算后附加到数据帧上。
接收设备在接收数据时重新计算CRC值,与接收到的CRC域中的值进行比较,如果不相等则通讯发生错误。
CRC运算时,首先将一个别16位的寄存器预置为全1,然后连续把数据帧中的每字节中的8位与该寄存器的当前值进行运算,仅仅每个字节的8个数据位参与生成CRC,起始位和停止位以及可能使用的奇偶位都不影响CRC。
在生成CRC时,每个字节的8位与寄存器中的内容进行异或,然后将结果向低位移位,高位则用“0”补充,最低位(LSB)移出并检测,如果是1,该寄存器就与一个预设的固定值(0A001H)进行一次异或运算,如果最低位为0,不作运算处理。
上述处理重复进行,直到执行完8次移位操作,当最后一位(第8位)移完以后,下一个8位字节与寄存器的当前值进行异或运算,同样进行上述的另一个8次移位异或操作,当数据帧中的所有字节都处理完,生成的最终值就是CRC值。
2.4.2生成一个CRC的流程为:
预置一个16位寄存器为OFFFFH(全1),称之为CRC寄存器。
把数据帧中的每一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算,结果存回CRC寄存器。
将CRC寄存器向右移一位,最高位填0,最低位移出并检测。
如果最低位为0:
重复第三步(下一移位);
如果最低位为1:
将CRC寄存器与一个预置的固定值(0A001H)进行异或运算。
重复第三步和第四步直到8次移位。
这样处理完一个完整的八位。
重复第二步到第五步来处理下一个八位,直到所有的字节处理完毕。
最终CRC寄存器的值就是CRC的值。
2.4.3一个数据包在后面附加了CRC16后,此包数据的CRC16校验码为0x0000,也可以利用此特性对通讯过程的数据包进行校验。
3.通讯接口的应用
3.1通讯参数的设置:
通过仪表上的编程键盘对仪表进行以下通讯参数进行设置。
仪表地址:
通讯网络中从机(仪表)地址号,可以设置为0-247。
255为广播地址。
通讯速度:
通讯网络中通讯速度,可选择通讯速度(波特率)为2400、4800、9600、19200。
数据格式:
通讯网络中数据格式:
1个起始位,8个数据位,1个停止位,可选择无校验位(N)、奇校验位(O)、偶校验位(E),表示为“N.8.1”“O.8.1”“E.8.1”。
通讯协议:
MODBUS通讯方式选择,字通讯“LENL=2”或字节通讯“LENL=1”。
3.2网络连线:
RS485通讯接口的连接线A+和B-对应连接到上位机,连接线建议采用屏蔽双绞线,其中屏蔽双绞线的一端接地,另一端不接,以减少现场干扰。
增加终端电阻Z0=120Ω可减少反射干扰,建议在通讯速度快(>
9600bps)或通讯距离较远(>
700m)的情况下连接。
3.3采用通讯测试软件测试通讯
将仪表的RS485通讯接口与计算机连接好,计算机上运行测试软件,仪表和软件设置正确的参数后即可对仪表编程和数据采集。
3.4报文格式说明
功能04H:
读N个字节
主机请求:
数据地址2字节
数据长度2字节
从机响应:
数据长度1字节
数据信息…
功能04H错误响应:
地址+功能+01H+FFH+CRC16
其中:
FFH为读参数错误指示码,错误类型包括读写地址错误;
数据长度错误.
功能10H:
写N个字节
数据信息
无
功能10H错误响应:
地址+功能+FFH+FFH+数据长度1字节+CRC16
FFH为写参数错误指示码,错误类型包括读写地址错误;
4.举例说明:
(PD800-为例说明)
4.1读地址号为2的电表中IA、IB、IC3个电流数据。
方法:
根据数据地址表以及功能04H选择正确通讯参数。
4.1.1若以字通讯方式:
02H
0012H
0006H
CRC16
0CH
12字节数据
4.1.2若以字节方式通讯:
0024H
000CH
说明:
从数据地址表知,电流参数WORD地址为:
18(BYTE地址为36),即0012H。
需要读的数据为3×
2个WORD电量数据(3×
4个BYTE数据),即数据长度为:
0006H。
3EH和D0H为CRC16码。
回送的电量数据IA为BYTE1,BYTE2,BYTE3,BYTE4,IB为BYTE5,BYTE6,BYTE7,BYTE8,IC为BYTE9,BYTE10,BYTE11,BYTE12共12个字节的数据,其意义满足IEEE-754浮点数格式的数据规范。
4.2对地址号为1的表设置输入变比PT:
35KV/100V;
CT:
1000A/5A:
计算PT=350(015EH),CT=200(00C8H),根据地址表可选择参数:
4.2.1若以字通讯方式:
数据长度3
01H
0002H
015E00C8H
-
4.2.2若以字节通讯方式:
0004H
从数据地址表知,电压PT变比WORD地址为0002H(BYTE地址为0004H),两个数据总WORD长度为:
0002H(BYTE长度0004H),输入数据内容为PT=015EH,CT=00C8H。
5.IEEE-754数据格式说明:
IEEE-754是采用4字节的二进制的浮点数来表示一个数据电量,其数据格式和意义如下:
符号位:
SIGN=0为正,SIGN=1为负。
指数部分:
EX=指数部分-126
尾数部分:
M=尾数部分补上最高位为1
数据结果:
REAL=SIGN×
2^E×
M/(256×
65536)
特殊格式:
0x00000000代表数值0
例如:
(PD800)主机读正向有功电能WORD数据,对应字通讯方式:
地址为46(002EH),长度为2(0002H);
对应字节通讯方式:
地址92(005CH),长度4(0004H)。
若以字方式通讯:
主机发送:
01H04H00H2EH00H02H11HC2H
从机回应:
01H04H04H50H80H00H00HEBH6CH
若以字节方式通讯:
01H04H00H5CH00H04H31HDBH
其中50800000为有功电度(吸收)数据,31H,DBH分别为校验码CRC16的低位和高位。
其大小:
SIGN(符号位=0,正),指数EX=A1H-126=35,尾数:
M=800000H
结果(换算成十进制计算):
2^35*800000H/1000000H=17,179,869,184wh=17,179,869.184KWH
6.维护与故障排除
6.1故障排除
可能问题
可能原因
可能处理方法
智能配电仪表上加了控制电源,显示屏无显示。
智能仪表可能没有接通供电电源
确认智能配电仪表(L)和中性线(N)端子接上电源,确认有足够电压。
显示的数据不准确与期望不符
不正确的设定
检查智能配电仪表已经输入了正确的参数设定(PT和CT变比,系统类型,基准频率等等)
不正确的电压输入
检查智能配电仪表的电压输入端(Va,Vb,Vc,Vn),确认电压范围正确。
接线不对
检查所有的PT和CT是否正确连接和通电,检查PT/CT二次是否与智能配电仪表的接线端正确连接,极性是否正确。
远方计算机不能与智能配电仪表通讯
智能配电仪表地址错误
检查并确认智能配电仪表的通讯地址是否与通讯主机相匹配。
智能配电仪表波特率错误
确认智能配电仪表的波特率是否与通讯主机相匹配。
智能配电仪表数据格式错误
确认智能配电仪表的数据长度、校验位、停止位是否与通讯主机相匹配。
通讯接线没有接对
检查终端智能配电仪表的连接无误。
长线通讯没有接终端适配电阻
检查终端适配器连接方法是否正确安装。
智能配电仪表通讯端口故障
断开智能仪表的辅助电源,使用欧姆表测量RS-485通讯端子之间电阻值,若小于200Ω证明通讯部分硬件已损坏,若大于4000Ω则证明通讯电路正常工作
6.2RS-485通讯距离
6.2.1RS-485与RS-422样,其最大传输距离约为1200米,最大传输速率10Mb/s。
平衡双绞线的长度与传输速率成反比,在100Kb/s速率以下,才可能使用规定最长的电缆长度。
只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。
一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s.
6.2.2RS-485的网络拓扑结构
RS-485的网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构,不支持环形或星形网络。
最好采用一根总线将各个接点串接起来,从总线到每个节点的引出线长度应尽量短,以便使引出线中的反射信号对总线信号的影响最低。
如图所示为实际应用中常见的错误连接方式(a,c,e)和正确的连接方式(b,d,f)。
a,c,e三种不恰当的网络连接尽管在某些情况下(短距离,低速率)仍然可以正常工作,但随着通信距离的延长或通信距离的提高,其不良影响会越来越严重。
总之,应该提供一根单一的连续的信号通讯作为总线。
6.2.3RS-485的终端匹配电阻
RS-485需要2个终端电阻,其阻值要求等于传输电缆的特性阻抗,大多数情况下终端匹配地址在100Ω至120Ω之间。
传输距离在300米以下时不需要终端匹配电阻。
终端电阻接在传输总线的两端。
6.2.4RS-485电缆的极性问题
RS-485使用两根电线来进行传输。
两根线命名分别标注为A+线和B-线。
A线是在空闲状态下电压更高于那一根。
6.2.5RS-485选用的电缆和接地
RS-485通讯线路应该隔离提高抗干扰性能,屏蔽双绞线的屏蔽层应该连接每一个RS-485设备的屏蔽端子。
屏蔽层要求接地,并且只允许一点接地。
附录表1:
PD800电测表属性设置、电参量测量值地址表
字HEX地址
字节
十进制
符号
参数
数据
格式
读写
最小值
最大值
单位
说明
00H
0、1
MM
编程密码
定点数
RW
9999
—
2
XS
显示亮度控制
7
3
DZ
仪表地址
255
4、5
PT
电压变比PT
1
03H
6、7
CT
电流变比CT
8
SRK
输入控制字
二进制
-
位地址意义说明
9
TXK
通讯控制字
05H
10
LX
轮显时间
11
JT
静态显示项
轮显时间=0时的仪表上电显示项
06H
07H
12、13
14、15
Ua
相电压UA
浮点数
R
PT*Ui
V
变送报警电参量
序号1
08H
09H
16、17
18、19
Ub
相电压UB
序号2
0AH
0BH
20、21
22、23
Uc
相电压UC
序号3
0DH
24、25
26、27
Uab
线电压UAB
序号4
0EH
0FH
28、29
30、31
Ubc
线电压Ubc
序号5
11H
32、33
34、35
Uca
线电压UCA
序号6
12H
13H
36、37
38、39
Ia
电流IA
CT*Ii
A
序号7
14H
15H
40、41
42、43
Ib
电流IB
序号8
16H
17H
44、45
46、47
Ic
电流IC
序号9
18H
19H
48、49
50、51
Pa
A相有功功率
W
序号10
1AH
1BH
52、53
54、55
Pb
B相有功功率
序号11
1CH
1DH
56、57
58、59
Pc
C相有功功率
序号12
1EH
1FH
60、61
62、63
PZ
总有功功率
序号13
20H
21H
64、65
66、67
Qa
A相无功功率
Var
序号14
22H
23H
68、69
70、71
Qb
B相无功功率
序号15
24H25H
72、73
74、75
Qc
C相无功功率
序号16
26H
27H
76、77
78、79
QZ
总无功功率
序号17
28H
29H
80、81
82、83
SZ
总视在功率
VA
序号18
2AH
2BH
84、85
86、87
PFZ
总功率因素
序号19
2CH
2DH
88、89
90、91
FR
频率
40
60
Hz
序号20
2EH
2FH
92、93
94、95
WPP
正向有功电能
Wh
序号21
30H
31H
96、97
98、99
WPN
反向有功电能
序号22
32H
33H
100、101
102、103
WQP
正向无功电能
Varh
序号23
34H
35H
104、105
106、107
WQN
反向无功电能
序号24
36H
37H
108、109
110、111
Sa
A相视在功率
序号25
38H
39H
112、113
114、115
Sb
B相视在功率
序号26
3AH
3BH
116、117
118、119
Sc
C相视在功率
序号27
3CH
3DH
120、121
122、123
PFa
A相功率因素
序号28
3EH
3FH
124、125
126、127
PFb
B相功率因素
序号29
40H
41H
128、129
130、131
PFc
C相功率因素
序号30
42H
43H
132、133
134、135
A相相位角
序号31
44H
45H
136、137
138、139
B相相位角
序号32
46H
47H
140、141
142、143
C相相位角
序号33
保留给其它电参量
1.地址信息表中信息可分为两类,一类为可读写,可以对其设置编程;
另一种是只读,只可以采集。
(请区分WORD地址和BYTE地址)
2.表中测量的电参量带符号。
3.写参数错误返回:
0110FFFF长度1字节CRC16
4.在参数地址信息表中,参数高位字节存放在为地址表中低位;
数据类型可分为定点数和浮点数。
如电压变比PT=100,则在4、5地址位置值为00H和64H(即WORD地址2的高位和低位分别为00H和64H),电量数据满足浮点数IEEE-754格式,阶码在地址表的低位。
5.单相表测量数据默认填入A相对应处。
6.位地址意义如下:
参数内容
参数意义
BIT7
未用
BIT6
电流输入范围
1=5A
- 配套讲稿:
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