仪表与上位机ModBus通讯协议

十三、串行通讯接口1、数据格式串行口通讯数据格式为：1位起始位、7位数据位、1位校验位和1位停止位。

通讯方式由mode、addr、bt决定。

含义如下：mode -- 通讯方式：0 -- 指令应答方式，数据格式为:7位ASC码+1位偶校验位•••• 1 -- 指令应答方式，数据格式为:7位ASC码+1位奇校验位••••• 2 -- 指令应答方式，数据格式为:8位ASC码无校验位••••• 3 -- 指令应答方式，数据格式为:7位ASC码+1位偶校验位但接受数据时，不检验校验字(CHK)是否正确或有无。

•••• 4 -- 连续发送方式，数据格式为:7位ASC码+1位偶校验位•• 5 -- 连续发送方式，数据格式为:7位ASC码+1位奇校验位• 6 -- 连续发送方式，数据格式为:8位ASC码无校验位• 7 -- 连续发送方式，数据格式为:7位ASC码+1位偶校验位• 8 -- 作为打印接口，数据格式为:7位ASC码+1位偶校验位• addr -- 通讯地址：1～26 对应A～Z，bt -- 通讯信号波特率：1 -- 600,2 -- 900,3 – 1200,4 – 24005 -- 4800,6 –96007 – 19200 8 – 38400 9 – 57600, 0 -- 1152002、串行通讯的指令方式（XON）起始字,ASC码为02H（CHK）校验字,它的ASC码等于前面所有字的ASC码的异或和然后再与 64D 或的结果（XOF）结束字，ASC码为03H（OK） ASC码为04H（ERR）ASC码为05H（1）--（”A”命令）：取当前称量和状态主机命令：（XON）（ADD）A（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）a(±)ggggge f1f2f3（CHK）（XOF）其中：（±）ggggg 为当前重量e 为出错代号例：仪表设置为：addr=1(即地址为“A”),mode=2计算机发送：仪表回答：表示：仪表重量为：+12000, f1=41H 表示仪表“快速”指示灯亮，f2=51H 表示仪表“粘料”指示灯和“稳定” 指示灯亮，f3=41H 表示仪表内存中有一组配料记录，（2）--（”B”命令）：读取仪表累计数据主机命令：（XON）（ADD）B（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）byymmddhhnnssiiiiiijjjjjjaaaaaaaaaa(OK)（CHK）（XOF）yymmdd –年月日（累计数据的起始日期）hhnnss –时分秒（累计数据的起始时间）iiiiii –总次数jjjjjj –总合格次数aaaaaaaaaa –总累计重量（3）--（”C”命令）：取当前显示内容主机命令：（XON）（ADD）C（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）c p1d1p2d2p3d3 …p12d12（CHK）（XOF）pi(i=1-12)的意义：dI为第i个显示字的显示字符（4）--（”D”命令）：读取仪表的控制状态主机命令：（XON）（ADD）D（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）d n1n2o1o2c1c2t（CHK）（XOF）（5）--（”D1”命令）：读取仪表的控制状态主机命令：（XON）（ADD）D1（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）d s1s2s3s4s5s6s7n1n2o1o2o3（CHK）（XOF）s1-s7 指示1-7号流程执行器分别正在执行第几步流程（s1-s7的ASC码-20）比如s1=“A”其ASC码为65 65-20=45 表示1号流程执行器正在执行第45步；（6）--（”E命令）：读取最后15秤的平均流量主机命令：（XON）（ADD）E（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）exxxxxx（CHK）（XOF）xxxxxx --- 最后15秤的平均流量（7）--（”F”命令）：金钟公司的大屏幕方式（8）--（”G”命令）：4-20mA电流输出的通讯方式主机命令：（XON）（ADD）G（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）g xxxx mmmm zz rr（CHK）（XOF）xxxx --- 当前量（16进制码）mmmm --- 对应20mA时的量值（16进制码）zz --- 4mA的调整量（16进制码）rr --- 20mA的调整量（16进制码）（9）--（”K”命令）：执行某一按键的功能主机命令：（XON）（ADD）K xx（CHK）（XOF）从机回答：（XON）（ADD）k OK（CHK）（XOF）同时从机执行第“xx”号按键的功能（10）--（”N”命令）：取最早一次记录主机命令：（XON）（ADD）Nii（CHK）（XOF）从机回答：1.（XON）（ADD）n No（CHK）（XOF）表示无记录2. 当“ii”=“01”~“16”之间时（XON）（ADD）n ii rrrrrr dddddd f（CHK）（XOF）rrrrrr --- 最早一次记录中第“ii”号物料的实际重量dddddd --- 最早一次记录中第“ii”号物料的设定重量f --- 精度情况3．当“ii”=“0”时。

摘要随着微电子技术和计算机术的进步,可编程控制器以其可靠性高、抗干扰强、开发周期短，已经成为一种较为普及的、适应多种应用环境的工业控制器。

现已从最初的简单顺序控制、逻辑控制发展到可进行模拟量控制、位置控制，特别是PLC与PLC、PLC与计算机通信功能的实现，可组成多级控制系统，形成工厂自动化网络。

PLC可以多种方式如直接采用现有的组态监控软件与上位监控机通信，但针对小规模的控制系统，找到一种高性价比的通信方法，具有积极的实际意义。

本文就是讨论如何利用Modbus通信协议来实现施耐德电器公司的NanoPLC与上位监控PC机的通信。

关键词 modbus；plc；自动化网络；pc1硬件描述及串口设置1.1 接口电路设计PLC与PC间实现通信，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制方面既方便又可靠，而PC机在图形显示、数据处理、打印报表以及中文显示等方面有很强的功能。

因此，各PLC制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号PLC机通信的接口模块，不同的通信方式，有着不同的成本价格和不同的适用范围。

NanoPLC的CPU单元本身带有1个RS-485扩展口,可不配备专用通讯模块，而通过此接口与上位机进行串行通信。

在此介绍一种通过PLC的RS485扩展口与PC机的RS-232串行口进行通信的方法。

由于NanoPLC的扩展口采用RS-485标准，RS485是RS422的变型。

RS422为全双工，可同时发送与接收;RS485则为半双工，在某一时刻，1个发送另1个接收。

RS485是一种多发送器的电路标准，允许双导线上1个发送器驱动32个负载设备,负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器。

而计算机的串行口采用RS-232标准。

因此，作为实现PLC与计算机通信的接口电路，必须将RS-485标准转换成RS-232标准。

我们利用SC-485转换器实现RS485与RS232之间的转换。

转换电路如图1所示。

图1 RS485与RS232转换电路图1.2 PLC串行口设置施耐德的NanoPLC对通信参数的设置通过设置扩展口来实现，系统采用PC 机作为Modbus通信网络主站，NanoPLC作为从站。

苍南仪表流量计MODBUS通信协议―――V1.3一、协议概述1.1 MODBUS协议内容符合GB/Z 19582.1/2/3-2004(IEC60870-5)标准。

1.2该协议适用于本厂的LWQC系列IC卡气体智能涡轮流量计、LUXC系列IC卡气体智能旋进漩涡流量计、LLQC系列IC卡气体智能罗茨流量计、CNRMC系列IC卡气体智能罗茨流量计等产品。

1.3主要特点设备属性：流量计为MODBUS通信总线上的从站通信模式：RTU通信媒介：RS485通信地址：1-247波特率：1200、2400、4800、9600、19200 bps数据位：8位校验位：无校验(2个停止位)、偶校验(1个停止位)、奇校验(1个停止位)1.4 特殊性本协议针对流量计而开发，支持多字节二进制数、ASCII字符串、BCD码等类型变量的数据通信；通信选用MODBUS的03H、07H功能码，并增设用户自定义的66H功能码。

二、支持的MODBUS功能码2.1 功能码03：2.1.1读取起始地址在start_addr起N个字的数据（IC卡流量计部分参数）。

见表1。

主站发送：addr, 03, start_addr_hi ,start_addr_low, N_hi,N_low, CRC从站响应：addr, 03, num, data(0),….,data(num-1), CRC异常响应：addr, 83H, error_code, CRC表1其中：●起始地址：由start_addr_hi、start_addr_low 2个字节组成，依次为起始地址的高字节、低字节；起始地址必须为表1第1列中的数值，否则流量计回复地址出错（error_code =2）；●寄存器数目N：由N_hi、N_low 2个字节组成，表示读取N个字（1个字由2个字节组成）的数据；●num：表示数据的个数，data(i)，i=0,…,num, num＝2N。

●error_code代码参见表5。

宇电AIBUS及MODBUS通讯协议说明（V8.0）AIBUS是厦门宇电自动化科技有限公司为AI系列显示控制仪表开发的通讯协议，能用简单的指令实现全面的功能，其特点是写参数的同时亦可完成读功能，因此写参数时不破坏读的循环周期时间，加上指令长度较少，因此具有比MODBUS更快的速率（尤其是有写入指令时，MODBUS的写入指令不能同时完成读下位机数据的功能，会破坏读指令的周期，延长了读的循环周期），AIBUS协议具有组建大规模过程控制系统能力。

AIBUS采用了16位的求和校正码，下位机运算快速且通讯可靠，支持9600和19200等不同波特率，在19200波特率下，上位机访问一台AI-7/8系列高性能仪表的平均时间仅20mS，访问AI-5系列仪表的平均时间为40mS。

仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达80台仪表（为保证通讯可靠，仪表数量大于60台时需要加一个RS485中继器）。

AI系列仪表可以用PC、触摸屏及PLC作为上位机，其软件资源丰富，发展速度极快。

基与PC的上位机软件广泛采用WINDOWS作为操作环境，不仅操作直观方便，而且功能强大。

最新的工业平板触摸屏式PC的应用，更为工业自动化带来新的界面。

这使得采用仪表+上位机结构的测控系统价格大大低于传统DCS系统，而性能及可靠性也具备比传统DCS系统更优越的潜力。

宇电AI-5系列仪表写入寿命可达100万次，而AI-7/8系列仪表则允许连续写参数，如写给定值或输出值，写入寿命高达10亿次，可利用上位机将仪表组成复杂调节系统。

一、接口规格AI系列仪表使用异步串行通讯接口，接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。

数据格式为1个起始位，8位数据，无校验位，1个或2个停止位。

通讯传输数据的波特率可调为4800~19200 bit/S，通常用9600 bit/S，单一通讯口所连接仪表数量大于40台或需要更快刷新率时，推荐用19200bit/S，当通讯距离很长或通讯不可靠常中断时，可选4800bit/S。

仪表与上位机ModbusRTU通讯协议1、接口规格为与PC机或PLC编控仪联机以集中监测或控制仪表，仪表提供RS232、RS485两种数字通讯接口，光电隔离，其中采用RS232通讯接口时上位机只能接一台仪表，三线连接，传输距离约15米；采用RS485通讯接口时上位机需配一只RS232-485的转换器，最多能接近100台仪表，二线连接，传输距离约一千米。

2、通讯协议(适合本厂所有1_16通道仪表)（1）通讯波特率为1200、2400、4800、9600四档可调，数据格式为1个起始位、8个数据位，1个停止位，无校验位。

（2）上位机读一个参数（2字节）仪表编号功能代码(03)参数首地址读取的字数（0001）CRC161byte1byte2byte2byte2byte （3）仪表返回（2字节）：仪表编号功能代码(03)读取的字节数（02）参数值CRC161byte1byte1byte2byte2byte （4）上位机写一个参数（2字节）及仪表返回（2字节）（帧格式相同）:仪表编号功能代码(6)参数首地址参数值CRC161byte1byte2byte2byte2byte 上表中CRC16校验码按标准ModbusRTU通讯协议计算，低位在前，高位在后。

(5)参数代码及地址见仪表说明书通道显示值地址：（单通道仪表地址为第1通道：1001H）1通道：1001H2通道：1002H3通道:1003H4通道：1004H5通道：1005H6通道：1006H7通道：1007H8通道：1008H9通道：1009H10通道：100AH11通道：100BH12通道：100CH13通道：100DH14通道：100EH15通道:100FH16通道：1010H(6)仪表主控输出状态地址：1通道：1101H2通道：1102H3通道:1103H4通道：1104H5通道：1105H6通道：1106H7通道：1107H8通道：1108H9通道：1109H10通道：110AH11通道：110BH12通道：110CH13通道：110DH14通道：110EH15通道:110FH16通道：1110H(7)仪表报警输出状态地址:1200HD15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0 AL16AL15AL14AL13AL12AL11AL10AL9AL8AL7AL6AL5AL4AL3AL2AL13.功能解说（1）上位机对仪表写数据的程序部分应按仪表的规格加入参数限幅功能，以防超范围的数据写入仪表，使其不能正常工作，各参数代码及范围见《仪表说明书》（2）上位机发读或写指令的间隔时间应大于或等于0.2秒，太短仪表可能来不及应答（3）仪表未发送小数点信息，编上位机程序时应根据需要设置（4）测量值为32767（7FFFH）表示HH（超上量程），为32512（7F00H）表示LL（超下量程）(5)除了CRC校验字节低位在前外,其它所有双字节均高位在前.。

迈特仪表M版通讯协议本仪表的通讯协议遵照Modbus-RTU，Modbus作为一个标准通讯协议，由施奈德公司在1979年首次提出的，它是一个标准的、真正开放的、在工业自动化领域应用最广泛的网络通讯协议，历经近30年的考验，经久不衰。

至今仍是工业、建筑、基础设施等领域中应用最广泛的标准协议之一。

仪表的波特率一般为9600bps（其他波特率订货时注明），8bit数据，1bit停止位，无奇偶校验。

Modbus 协议中，数据存储、传输均以“寄存器”为单位，每个寄存器都是2字节数据，高字节在先。

通讯帧中，除CRC校验低字节在先以外，其余双字节数据均高字节在先。

Modbus协议概述：其中，各字节含义如下：字节1：呼叫的设备地址。

只有地址一致的仪表才响应通讯请求。

可订货时说明若仪表地址，或联网前用地址设置软件进行地址设置（部分表可用按键在菜单里面修改地址）。

字节2：通讯命令03H表示读命令。

字节3、4：寄存器地址。

在读操作中，表示本次请求读回的寄存器的起始地址。

字节4、5：在读命令中，表示本次请求需要连续读出的寄存器数N。

字节7、8：循环冗余校验码（CRC校验码）前6字节的CRC校验和。

计算方法见附录。

读操作成功，返回数据帧格式如下：其中，各字节含义如下：字节1：回应的设备地址。

和请求的设备地址应一致字节2：若指令正确重复一遍读命令（03H），若错误返回83H字节3：本次返回的字节数（2N）字节4~2N+3：返回的N个寄存器值（共2N字节）。

字节2N+4、2N+5：前2N+3字节的CRC校验和。

若主机发出的读命令超出以上寄存器地址范围，则产生出错信息，错误代码02（无效地址），返回数据如下：通讯范例：只有1号仪表响应，返回数据：地址设置软件使用说明：对于大多数仪表可以用我们配置的地址修改软件来修改地址，将需要被设置或更改地址的仪表单独通过485/232转接器和PC机连接，先不要接通仪表电源，打开MeterConfig软件，界面如上图。

上位机通讯协议
采用主从应答式通讯方式，采用RS232通讯接口，支持RS232通讯和MODEM 专线和拨号通讯;波特率支持1200、2400、4800、9600，每帧10位（1位起始位、8位数据、1位停止位）。

* ADDR: 直流电源地址。

* LG: ADDR之后，SUM之前的数据总数。

* SUM: ADDR之后，SUM之前的数据代数和，SUML为低位，SUMH为高位。

2.1 10A系统定值定义：
2.2系统遥测量1定义：
2.3系统遥测量2定义：
2.5 5A系统遥信量定义：
2.7小系统遥测量定义：
2.9系统遥调量定义： DATA 定义：每个遥调量由3字节构成，第1字节为信号编号，第2字节为遥调量低字节，第
3字节为遥调量高字节，每次送1个遥调量。

直流系统接收遥调命令正确执行后返回ACKI 命令，否则返回NAK 命令。

2.10系统遥控量定义：
DATA 定义：每个遥调量由2字节构成，第1字节为信号编号，第2字节为遥控量（00H:信号置0，0FFH:信号置1）。

直流系统接收遥控命令正确执行后返回ACKI命令，否则返回NAK命令。

TCW-32系列智能精密数显温控仪通讯协议说明（ModBus RTU）一、功能介绍TCW－32系列智能精密数显温控仪（以下称下位机或仪表）可配置通讯接口与上位机进行通讯，接口电平符合RS485标准。

通讯协议可选择国龙协议或ModBus RTU协议，通讯速率9600bit/s。

一个通讯接口最多可接32台仪表，通讯距离最长500米。

二、通讯协议与指令1、通讯协议选择仪表二级菜单密码5中参数td设为90时，通讯协议为国龙协议；td设为80时通讯协议为ModBus RTU。

国龙协议请参照《TCW-32系列智能精密数显温控仪使用说明书》。

参数td 通讯协议80 ModBus RTU90 国龙协议2、读指令格式 一条完整的读指令由“地址”、“功能代码”、“起始地址”、“读取字个数”和“校验码CRC16”组成（H高字节，L低字节）。

上位机发送指令格式为：地址 ＋ 功能代码 + 起始地址 + 读取字个数 + 校验码CRC16单字节 单字节 2字节（H+L） 2字节（H+L） 2字节（L+H）① ② ③ ④ ⑤① 仪表地址与地址指令（单字节）工作中，通常一个通讯接口上连有多台仪表，为了方便区分，需将每台仪表进行独立编号，约定称下位机号，设定范围0-99。

如某下位机号b（b在仪表的二级菜单中）＝11（16进制为0BH），该下位机的地址指令为： 0BH② 功能代码（单字节）读参数指令代码为：03H③ 起始地址 2字节（H+L）读取内容不同，起始地址编号不同，具体见参数代号表，如读取当前实际温度，则起始地址为：00H。

④ 读取字个数 2字节（H+L）读取参数个数决定读取字个数， 如只读取当前实际温度，则读取字个数为：01H；如同时读取“实际温度、输出功率、设定温度”三个参数，则读取字个数为：03H⑤ 校验码（CRC16） 2字节（L+H）根据发送的内容进行CRC16计算，计算的结果作为校验码发送，发送校验码的格式为（L+H）低字 节在前，高字节在后。