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MODBUS 是MODICON公司先倡導(dǎo)的一種軟的通訊規(guī)約，經(jīng)過大多數(shù)公司
 的實(shí)際應(yīng)用，逐漸被認(rèn)可，成為一種標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約，只要按照這種規(guī)約進(jìn)行
數(shù)據(jù)通訊或傳輸，不同的系統(tǒng)就可以通訊。目前，在RS232/RS485通訊過程中，
更是廣泛采用這種規(guī)約。
    常用的MODBUS 通訊規(guī)約有兩種，一種是MODBUS ASCII，一種是MODBUS RTU。
 一般來說，通訊數(shù)據(jù)量少而且主要是文本的通訊則采用MODBUS ASCII規(guī)約，通訊數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)量大而且是二進(jìn)制數(shù)值時(shí)，多采用MODBUS RTU規(guī)約。
  在實(shí)際的應(yīng)用過程中，為了解決某一個(gè)特殊問題，人們喜歡自己修改MODBUS規(guī)約來滿足自己的需要（事實(shí)上，人們經(jīng)常使用自己定義的規(guī)約來通訊，這樣能解決問題，但不太規(guī)范）。更為普通的用法是，少量修改規(guī)約，但將規(guī)約格式附在軟件說明書一起，或直接放在幫助中，這樣就方便了用戶的通訊。

MODBUS-RTU通訊協(xié)議簡介在本章主要講述如何利用軟件通過通訊口來操控該系列儀表。本章內(nèi)容的掌握需要您具有MODBUS協(xié)議的知識儲備并且通讀了本冊其它章節(jié)所有內(nèi)容，對本產(chǎn)品功能和應(yīng)用概念有較全面了解。本章內(nèi)容包括：MODBUS協(xié)議簡述，通訊應(yīng)用格式詳解，本機(jī)的應(yīng)用細(xì)節(jié)及參量地址表。 1.1          MODBUS協(xié)議簡述ACRXXXE系列儀表使 用的是MODBUS-RTU通訊協(xié)議，MODBUS協(xié)議詳細(xì)定義了校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)序列等，這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。MODBUS協(xié)議在一根通訊線上 使用主從應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號沿著相反的兩個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號尋址到一臺的終端設(shè)備（從機(jī)），然 后，終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號以相反的方向傳輸給主機(jī)。MODBUS協(xié)議只允許在主機(jī)（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)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(shí)占據(jù)通訊線路，而于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號。 1.2          查詢—回應(yīng)周期 1.2.1           查詢查 詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設(shè)備讀保持寄存器并返回它 們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段包含要告之從設(shè)備的信息：從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯(cuò)誤檢測域?yàn)閺脑O(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法。1.2.2           回應(yīng)如 果從設(shè)備產(chǎn)生一正常的回應(yīng)，在回應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù)：如寄存器值或狀態(tài)。如果有錯(cuò)誤發(fā)生， 功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯(cuò)誤的，同時(shí)數(shù)據(jù)段包含了描述此錯(cuò)誤信息的代碼。錯(cuò)誤檢測域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。 1.3          傳輸方式傳輸方式是指一個(gè)數(shù)據(jù)幀內(nèi)一系列獨(dú)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MODBUS 協(xié)議– RTU方式相兼容的傳輸方式。每個(gè)字節(jié)的位：·   1個(gè)起始位·   8個(gè)數(shù)據(jù)位，小的有效位先發(fā)送·   無奇偶校驗(yàn)位·   1個(gè)停止位錯(cuò)誤檢測(Error checking)：CRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)） 1.4          協(xié)議當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)終端設(shè)備時(shí)， 它通過一個(gè)簡單的“端口”進(jìn)入被尋址到的設(shè)備，該設(shè)備去掉數(shù)據(jù)幀的“信封”（數(shù)據(jù)頭），讀取數(shù)據(jù)，如果沒有錯(cuò)誤，就執(zhí)行數(shù)據(jù)所請求的任務(wù)，然后，它將自己 生成的數(shù)據(jù)加入到取得的“信封”中，把數(shù)據(jù)幀返回給發(fā)送者。返回的響應(yīng)數(shù)據(jù)中包含了以下內(nèi)容：終端從機(jī)地址(Address)、被執(zhí)行了的命令(Function)、執(zhí)行命令生成的被請求數(shù)據(jù)(Data)和一個(gè)校驗(yàn)碼(Check)。發(fā)生任何錯(cuò)誤都不會有成功的響應(yīng)，或者返回一個(gè)錯(cuò)誤指示幀。 1.4.1           數(shù)據(jù)幀格式 

  1.4.2           地址（Address）域地址域在幀的開始部分，由 一個(gè)字節(jié)（8位二進(jìn)制碼）組成，十進(jìn)制為0～255，在我們的系統(tǒng)中只使用1~247,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(jī)數(shù)據(jù)。每個(gè)終端設(shè)備的地址是的，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(gè)響應(yīng)，響應(yīng)中的從機(jī)地址數(shù)據(jù) 便告訴了主機(jī)哪臺終端正與之進(jìn)行通信。 1.4.3           功能（Function）域功能域代碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。

 1.4.4           數(shù)據(jù)(Data)域數(shù)據(jù)域包含了終端執(zhí)行特定 功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時(shí)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：功能域碼告訴終端讀取一個(gè)寄存器，數(shù)據(jù)域則需要 指明從哪個(gè)寄存器開始及讀取多少個(gè)數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機(jī)之間的不同內(nèi)容而有所不同。 1.4.5           錯(cuò)誤校驗(yàn)(Check)域該域允許主機(jī)和終端檢查傳 輸過程中的錯(cuò)誤。有時(shí)，由于電噪聲和其它干擾，一組數(shù)據(jù)在從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備時(shí)在線路上可能會發(fā)生一些改變，出錯(cuò)校驗(yàn)?zāi)軌虮ＷC主機(jī)或者終端不去響 應(yīng)那些傳輸過程中發(fā)生了改變的數(shù)據(jù)，這就提高了系統(tǒng)的安全性和效率，錯(cuò)誤校驗(yàn)使用了16位循環(huán)冗余的方法（CRC16）。 1.5          錯(cuò)誤檢測的方法錯(cuò)誤校驗(yàn)（CRC）域占用兩個(gè)字節(jié)，包含了一個(gè)16位的二進(jìn)制值。CRC值由傳輸設(shè)備計(jì)算出來，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時(shí)重新計(jì)算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯(cuò)誤。CRC運(yùn)算時(shí)，首先將一個(gè) 16位的寄存器預(yù)置為全1，然后連續(xù)把數(shù)據(jù)幀中的每個(gè)字節(jié)中的8位與該寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行運(yùn)算，僅僅每個(gè)字節(jié)的8個(gè)數(shù)據(jù)位參與生成CRC，起始位和終止位 以及可能使用的奇偶位都不影響CRC。在生成CRC時(shí)，每個(gè)字節(jié)的8位與寄存器中的內(nèi)容進(jìn)行異或，然后將結(jié)果向低位移位，高位則用“0”補(bǔ)充，低位 （LSB）移出并檢測，如果是1，該寄存器就與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（0A001H）進(jìn)行一次異或運(yùn)算，如果低位為0，不作任何處理。上述處理重復(fù)進(jìn)行，直到執(zhí)行完了8次移位操作，當(dāng)后一位（第8位）移完以后，下一個(gè)8位字節(jié)與寄存器的當(dāng)前值進(jìn)行異或運(yùn)算，同樣進(jìn)行上述的另一個(gè)8次移位異或操作，當(dāng)數(shù)據(jù)幀中的所有字節(jié)都作了處理，生成的終值就是CRC值。生成一個(gè)CRC的流程為：1            預(yù)置一個(gè)16位寄存器為0FFFFH（全1），稱之為CRC寄存器。2            把數(shù)據(jù)幀中的第一個(gè)字節(jié)的8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回CRC寄存器。3            將CRC寄存器向右移一位，高位填以0，低位移出并檢測。4            如果低位為0：重復(fù)第三步（下一次移位）；如果低位為1：將CRC寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（0A001H）進(jìn)行異或運(yùn)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(gè)完整的八位。6            重復(fù)第2步到第5步來處理下一個(gè)八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。7       終CRC寄存器的值就是CRC的值。此外還有一種利用預(yù)設(shè)的表格計(jì)算CRC的方法，它的主要特點(diǎn)是計(jì)算速度快，但是表格需要較大的存儲空間，該方法此處不再贅述，請參閱相關(guān)資料。 1.6          通訊應(yīng)用格式祥解本節(jié)所舉實(shí)例將盡可能的使用如圖所示的格式，（數(shù)字為16進(jìn)制）。安徽藍(lán)普特種電纜集團(tuán)有限公司【聯(lián)系電話：13965984935 0550-7531654 郭中清】 

Addr：從機(jī)地址Fun：功能碼Data start reg hi：數(shù)據(jù)起始地址 寄存器高字節(jié)Data start reg lo：數(shù)據(jù)起始地址 寄存器低字節(jié)Data #of reg hi：數(shù)據(jù)讀取個(gè)數(shù) 寄存器高字節(jié)Data #of reg lo：數(shù)據(jù)讀取個(gè)數(shù) 寄存器低字節(jié)CRC16 Hi: 循環(huán)冗余校驗(yàn) 高字節(jié)CRC16 Lo: 循環(huán)冗余校驗(yàn) 低字節(jié) 1.6.1           讀數(shù)據(jù)（功能碼03）l         查詢數(shù)據(jù)幀此功能允許用戶獲得設(shè)備采集與記錄的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)參數(shù)。主機(jī)一次請求的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。下面的例子是從01號從機(jī)讀3個(gè)采集到的基本數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)幀中每個(gè)地址占用2個(gè)字節(jié)）UA、UB、UC，其中UA的地址為0025H, UB的地址為0026H, UC的地址為0027H。安徽藍(lán)普特種電纜集團(tuán)有限公司【聯(lián)系電話：13965984935 0550-7531654 郭中清】 

l         響應(yīng)數(shù)據(jù)幀響應(yīng)包含從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)的數(shù)量和CRC錯(cuò)誤校驗(yàn)。下面的例子是讀取UA、UB、UC (UA=082CH，UB=082AH，UC=082CH的響應(yīng)。安徽藍(lán)普特種電纜集團(tuán)有限公司 【聯(lián)系電話：13965984935 0550-7531654 郭中清】 

l         錯(cuò)誤指示碼如果主機(jī)請求的地址不存在則返回錯(cuò)誤指示碼：FFH。 1.6.2           預(yù)置多寄存器（功能碼16，不對ACRXXXE開放）l         查詢數(shù)據(jù)幀         功能碼16允許用戶改變多個(gè)寄存器的內(nèi)容，該儀表中系統(tǒng)參數(shù)、開關(guān)量輸出狀態(tài)等可用此功能號寫入。主機(jī)一次多可以寫入16個(gè)(32字節(jié))數(shù)據(jù)。 下面的例子是預(yù)置ACR220EK、ACR320EFK及ACR420EK地址都為1時(shí)同時(shí)輸出開關(guān)量Do1和Do2。ACR220EK：

ACR420EK：

ACR320EFK：安徽藍(lán)普特種電纜集團(tuán)有限公司 【聯(lián)系電話：13965984935 0550-7531654 郭中清】 

 l         響應(yīng)數(shù)據(jù)幀對于預(yù)置單寄存器請求的正常響應(yīng)是在寄存器值改變以后回應(yīng)機(jī)器地址、功能號、數(shù)據(jù)起始地址、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)(ACR320EFK為數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù))、CRC校驗(yàn)碼。如圖。ACR220EK和ACR420EK：

 ACR320EFK：

 l         錯(cuò)誤指示碼如果主機(jī)請求的地址不存在或數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)不正確則返回錯(cuò)誤指示碼：FFH。 1.7          ACRXXXE的應(yīng)用細(xì)節(jié)及參量地址表該系列測量值用Modbus-RTU 通訊規(guī)約的03號命令讀出。通訊值與實(shí)際值之間的對應(yīng)關(guān)系如下表：（約定Val_t為通訊讀出值，Val_s為實(shí)際值）安徽藍(lán)普特種電纜集團(tuán)有限公司【聯(lián)系電話：13965984935 0550-7531654 郭中清】 

范例：UA的通訊讀出值為08C6H(2246)，DPT為5，則UA的實(shí)際值Va =（2246/10000）*（10^5） = 22.46KV。                    IA的通訊讀出值為0FA0H(4000)，DCT為3，則IA的實(shí)際值Ia =（4000/10000）*（10^3） = 400.0A。 幾點(diǎn)說明：1           數(shù)據(jù)類型：“BYTE”指1個(gè)字節(jié)；“word” 指16位無符號整數(shù)；“Integer”指16位有符號整數(shù)；“Dword” 指32位無符號整數(shù)，“Fword”指32位浮點(diǎn)數(shù)。2           讀寫屬性：“R”只讀，讀參量用03H號命令；“R/W”可讀可寫，寫系統(tǒng)參量用10H號命令。禁止向未列出的或不具可寫屬性的地址寫入。3                    波特率的設(shè)定范圍4800 bps,9600 bps,19200 bps,38400 bps.在此范圍外的設(shè)定是不允許的。如果寫入超范圍的設(shè)定值，儀表會啟用默認(rèn)波特率：38400 bps。4           ACR320EFK所測電能值均為二次側(cè)電能。高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，單位WH 或VARH， 統(tǒng)計(jì)一次側(cè)電能數(shù)據(jù)的時(shí)候，請乘以相應(yīng)的變比。例如10KV/100V，75A/5A 的儀表，請?jiān)谟?jì)量抄表的數(shù)據(jù)乘以PT=100和CT=15 的乘積1500。5           ACR320EFK 提供4 路開關(guān)量輸入功能和2路繼電器開關(guān)量輸出功能。4 路開關(guān)輸入是采用濕接點(diǎn)電阻開關(guān)信號輸入方式，儀表內(nèi)部配備+5V 的工作電源，無須外部供電。當(dāng)外部接通的時(shí)候，經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊DI 采集其為接通信息、顯示為1；當(dāng)外部斷開的時(shí)候，經(jīng)過儀表開關(guān)輸入模塊DI 采集其為斷開信息、顯示為0。開關(guān)量輸入模塊不僅能夠采集和顯示本地的開關(guān)信息，同時(shí)可以通過儀表的數(shù)字接口RS485 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸功能，即“遙信”功能；2路繼電器輸出功能可用于各種場所下的報(bào)警指示、保護(hù)控制等輸出功能。在開關(guān)輸出有效的時(shí)候，繼電器輸出導(dǎo)通，顯示為1；開關(guān)輸出關(guān)閉的時(shí)候，顯示為0，繼電器輸出關(guān)斷。 6           ACRXXXE(K)電度一次側(cè)時(shí)的值采用浮點(diǎn)變量數(shù)據(jù)類型。它用符號位表示數(shù)的符號，用階碼和尾數(shù)表示數(shù)的大小。儀表采用的數(shù)據(jù)格式為IEEE754數(shù)據(jù)格式具有24位精度，尾數(shù)的高位始終為“1”，因而不保存，位的分布如下●        1位符號位；●        8位指數(shù)位；●        23位尾數(shù)。符號位是高位，尾數(shù)為低的23位，按字節(jié)描述如下：

其中，     S：符號位，1表示負(fù)，0表示正；E：階碼（在兩個(gè)字節(jié)中）偏移為127；M：23位尾數(shù)，高位為“1”。具體舉例如下：讀出0 10001110 100 1011 1010 1100 0000 0000B0             代表符號位，“1”為負(fù)，“0”為正；10001110 為計(jì)算指數(shù)，設(shè)為a, a為10進(jìn)制，a為142；100 1011 1010 1100 0000 0000 為計(jì)算尾數(shù)，設(shè)為b，b為10進(jìn)制，b為4959232。計(jì)算公式：                  一次側(cè)電量= 上例計(jì)算結(jié)果為： ==52140