modbus_rtu通訊規(guī)約.

1、MODBUS_RTU通訊規(guī)約 MODBUS通訊協(xié)議：ModBus通訊規(guī)約允許PDM系列儀表/變送器與施耐德、西門子、AB、GE等多個(gè)國(guó)際著名品牌的可編程順序控制器（PLC）、RTU、SCADA系統(tǒng)、DCS或與第三方具有ModBus兼容的監(jiān)控系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換和數(shù)據(jù)傳送。PDM系列儀表/變送器只要簡(jiǎn)單地增加一套基于計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）的監(jiān)控軟件（如：組態(tài)王、Intouch、FIX、synall等）就可以構(gòu)成一套電力監(jiān)控系統(tǒng)。廣泛的系統(tǒng)集成：    PDM系列儀表/變送器提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS-485/422通訊接口及ModBus通訊協(xié)議，這個(gè)通訊協(xié)議已廣泛被國(guó)內(nèi)外電力行業(yè)

2、及工控行業(yè)作為系統(tǒng)集成的標(biāo)準(zhǔn)。 通訊數(shù)據(jù)的類型及格式： 信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位。在主站和從站之間傳遞的通訊信息是11位的字格式： 字格式（串行數(shù)據(jù)）11位二進(jìn)制起始位1位數(shù)據(jù)位8位奇偶校驗(yàn)位1位:有奇偶校驗(yàn)位/無(wú)：無(wú)奇偶校驗(yàn)位停止位1位:有奇偶校驗(yàn)位/2位：無(wú)奇偶校驗(yàn)位   通訊數(shù)據(jù)（信息幀）格式 數(shù)據(jù)格式：地址碼功能碼數(shù)據(jù)區(qū)錯(cuò)誤校檢 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：1字節(jié)1字節(jié)N字節(jié)16位CRC碼（冗余循環(huán)碼）          &#

3、160;                                                 &#

4、160;                                                 &#

5、160;                                                 &#

6、160;                                                  &

7、#160;   注：1、1個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制數(shù)組成（既8 bit）。     2、ModBus是Modicon公司的注冊(cè)商標(biāo)。     3、“從機(jī)”在本文件中既為PDM。 一、通訊信息傳輸過(guò)程： 當(dāng)通訊命令由發(fā)送設(shè)備（主機(jī)）發(fā)送至接收設(shè)備（從機(jī)）時(shí)，符合相應(yīng)地址碼的從機(jī)接收通訊命令，并根據(jù)功能碼及相關(guān)要求讀取信息，如果CRC校驗(yàn)無(wú)誤，則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，然后把執(zhí)行結(jié)果（數(shù)據(jù)）返送給主機(jī)。返回的信息中包括地址碼、功能碼、執(zhí)行后的數(shù)據(jù)以及CRC校驗(yàn)碼。如果CRC校驗(yàn)出錯(cuò)就不返回任何

8、信息。 1.1 地址碼：     地址碼是每次通訊信息幀的第一字節(jié)（8位），從0到255。這個(gè)字節(jié)表明由用戶設(shè)置地址的從機(jī)將接收由主機(jī)發(fā)送來(lái)的信息。每個(gè)從機(jī)都必須有唯一的地址碼，并且只有符合地址碼的從機(jī)才能響應(yīng)回送信息。當(dāng)從機(jī)回送信息時(shí)，回送數(shù)據(jù)均以各自的地址碼開(kāi)始。主機(jī)發(fā)送的地址碼表明將發(fā)送到的從機(jī)地址，而從機(jī)返回的地址碼表明回送的從機(jī)地址。相應(yīng)的地址碼表明該信息來(lái)自于何處。 1.2 功能碼：     是每次通訊信息幀傳送的第二個(gè)字節(jié)。ModBus通訊規(guī)約可定義的功能碼為1到127。PDM系列

9、儀表/變送器僅用到其中的一部分功能碼。作為主機(jī)請(qǐng)求發(fā)送，通過(guò)功能碼告訴從機(jī)應(yīng)執(zhí)行什么動(dòng)作。作為從機(jī)響應(yīng)，從機(jī)返回的功能碼與從主機(jī)發(fā)送來(lái)的功能碼一樣，并表明從機(jī)已響應(yīng)主機(jī)并且已進(jìn)行相關(guān)的操作。  表8.1 MODBUS部分功能碼 功能碼定 義操 作（二進(jìn)制）02讀開(kāi)關(guān)量輸入讀取一路或多路開(kāi)關(guān)量狀態(tài)輸入數(shù)據(jù)01讀開(kāi)關(guān)量輸出讀取一路或多路開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)03讀寄存器數(shù)據(jù)讀取一個(gè)或多個(gè)寄存器的數(shù)據(jù)05寫開(kāi)關(guān)量輸出控制一路繼電器“合/分”輸出06寫單路寄存器把一組二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入單個(gè)寄存器10寫多路寄存器把多組二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫入多個(gè)寄存器 1.3

10、數(shù)據(jù)區(qū)： 數(shù)據(jù)區(qū)包括需要由從機(jī)返送何種信息或執(zhí)行什么動(dòng)作。這些信息可以是數(shù)據(jù)（如：開(kāi)關(guān)量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出、寄存器等等）、參考地址等。例如，主機(jī)通過(guò)功能碼03告訴從機(jī)返回寄存器的值（包含要讀取寄存器的起始地址及讀取寄存器的長(zhǎng)度），則返回的數(shù)據(jù)包括寄存器的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度及數(shù)據(jù)內(nèi)容。對(duì)于不同的從機(jī)，地址和數(shù)據(jù)信息都不相同（應(yīng)給出通訊信息表）。 PDM 系列儀表/變送器采用Modbus通訊規(guī)約，主機(jī)（PLC、RTU、PC機(jī)、DCS等）利用通訊命令（功能碼03），可以任意讀取其數(shù)據(jù)寄存器（其數(shù)據(jù)信息表詳見(jiàn)附錄）。PDM系列儀表/變送器的數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)的電量多達(dá)幾百個(gè)（如：電流、

11、電壓、功率、031次諧波分量等），并且都是16位（2字節(jié)）的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并且高位在前；一次最多可讀取寄存器數(shù)（既各種電量的數(shù)量）是50個(gè)。 PDM響應(yīng)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)及CRC碼。數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)都是兩個(gè)字節(jié)，并且高位在前（電能量除外）。 注：1、PDM-820AC/ACM/ACR、PDM-800AC/ACM具有“03”、“06”、“10”功能碼；    2、如果PDM采用MODBUS ASCII通訊協(xié)議，其通訊數(shù)據(jù)格式為；7個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)       停止位，偶校驗(yàn)。二

12、、MODBUS功能碼簡(jiǎn)介 2.1 功能碼“02”：讀1路或多路開(kāi)關(guān)量狀態(tài)輸入 例如：主機(jī)要讀取地址為01，開(kāi)關(guān)量DI1DI4的輸入狀態(tài)。從機(jī)（PDM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為：起始位地址DI寄存器數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）備 注00000BDI1/DI2/DI4狀態(tài)為“1”，DI3狀態(tài)為“0” 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式：主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼102    讀開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)起始BIT位20000 起始BIT位地址為0000讀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度20

13、004 讀取4路開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)位CRC碼279C9由主機(jī)計(jì)算得到CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式： 從機(jī)響應(yīng)字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機(jī)地址101   來(lái)自從機(jī)01功能碼102    讀開(kāi)關(guān)量輸入狀態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度101    1個(gè)字節(jié)（8個(gè)BIT位）DI狀態(tài)數(shù)據(jù)10BDI寄存器內(nèi)容CRC碼2E04F 由從機(jī)計(jì)算得到CRC碼 2.2 功能碼“01”：讀1路或多路開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài) 例如：主機(jī)要讀取地址為01，開(kāi)關(guān)量DO1，DO2的輸出狀態(tài)。從機(jī)（P

14、DM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為： 起始位地址DO寄存器數(shù)據(jù)(16進(jìn)制)備 注000002DO2輸出狀態(tài)為“1”，DO1輸出狀態(tài)為“0” 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式： 主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼101    讀開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)起始BIT位20000 起始BIT位地址為0000讀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度20002 讀取2路繼電器輸出狀態(tài)位CRC碼2BDCB由主機(jī)計(jì)算得到CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式： 從機(jī)響應(yīng)

15、字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機(jī)地址101   來(lái)自從機(jī)01功能碼101    讀開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度101    1個(gè)字節(jié)（8個(gè)BIT位）DO狀態(tài)數(shù)據(jù)102DO寄存器內(nèi)容CRC碼2D049 由從機(jī)計(jì)算得到CRC碼2.3 功能碼“03”：讀多路寄存器輸入 例如：主機(jī)要讀取地址為01，起始地址為0116的3個(gè)從機(jī)寄存器數(shù)據(jù)。從機(jī)（PDM）數(shù)據(jù)寄存器的地址和數(shù)據(jù)為： 寄存器地址寄存器數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）對(duì)應(yīng)PDM電量01161784UA01171780UB0118178AUC 

16、主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式： 主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼103    讀取寄存器起始地址20116 起始地址為0116數(shù)據(jù)長(zhǎng)度30003 讀取3個(gè)寄存器（共6個(gè)字節(jié)）CRC碼2E5F3由主機(jī)計(jì)算得到CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式：  從機(jī)響應(yīng)字節(jié)數(shù)返回的信息備 注從機(jī)地址101   來(lái)自從機(jī)01功能碼103    讀取寄存器讀取字106 &

17、#160;  3個(gè)寄存器共6個(gè)字節(jié)寄存器數(shù)據(jù)121784地址為0116內(nèi)存的內(nèi)容寄存器數(shù)據(jù)221780地址為0117內(nèi)存的內(nèi)容寄存器數(shù)據(jù)32178A 地址為0118內(nèi)存的內(nèi)容CRC碼25847  由從機(jī)計(jì)算得到CRC碼  2.4 功能碼“05”：寫1路開(kāi)關(guān)量輸出（“遙控”） 例1：開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)DO1，其當(dāng)前狀態(tài)為“分”，主機(jī)要控制該路繼電器“合”。       控制命令為：“FF00”為控制繼電器“合”；“0000”為控制繼電器“分”； 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式：

18、0;主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息備 注從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼105    寫開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)輸出BIT位20000 對(duì)應(yīng)輸出繼電器BIT位（DO1）控制命令2FF00 控制該路繼電器輸出為“合”狀態(tài)位CRC碼28C3A由主機(jī)計(jì)算得到CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式：  與主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。例2：開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)DO2，其當(dāng)前狀態(tài)為“合”，主機(jī)要控制該路繼電器“分”。 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式： 主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的

19、信息備 注從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼105    寫開(kāi)關(guān)量輸出狀態(tài)輸出BIT位20001 對(duì)應(yīng)輸出繼電器BIT位（DO2）控制命令20000 控制該路繼電器輸出為“合”狀態(tài)位CRC碼29C0A由主機(jī)計(jì)算得到CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式：  與主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。 2.5 功能碼“06”：寫單路寄存器 例如：主機(jī)要把數(shù)據(jù)07D0，保存到地址為002C的從機(jī)寄存器中去（從機(jī)地址碼為01）。通訊數(shù)據(jù)保存結(jié)束

20、后，地址為002C的PDM表原存儲(chǔ)信息為： 地址原來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）002C04B0 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式： 主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送的信息舉例從機(jī)地址101    發(fā)送至地址為01的從機(jī)功能碼106    寫單路寄存器起始地址2002C 要寫入的寄存器地址寫入數(shù)據(jù)207D0 對(duì)應(yīng)的新數(shù)據(jù)CRC碼2 4BAF由主機(jī)計(jì)算得到的CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式：  與主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式及數(shù)據(jù)內(nèi)容完全相同。2.6功能碼“10”：寫多路寄存器主機(jī)利

21、用這個(gè)功能碼把多個(gè)數(shù)據(jù)保存到PDM表的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中去。Modbus通訊規(guī)約中的寄存器指的是16位（即2字節(jié)），并且高位在前。這樣PDM的存儲(chǔ)器都是二個(gè)字節(jié)。由于Modbus通訊規(guī)約允許每次最多保存60個(gè)寄存器，因此PDM一次也最多允許保存60個(gè)數(shù)據(jù)寄存器。例如：主機(jī)要把0064，0010保存到地址為002C，002D的從機(jī)寄存器中去（從機(jī)地址碼為01）。通訊數(shù)據(jù)保存結(jié)束后，地址為002C/002D的PDM表內(nèi)存儲(chǔ)信息為： 地址原來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（16進(jìn)制）002C04B0002D1388 主機(jī)發(fā)送的報(bào)文格式： 主機(jī)發(fā)送字節(jié)數(shù)發(fā)送信息舉例從機(jī)地址101發(fā)送至從機(jī)01功能碼

22、110寫多路寄存器起始地址2002C要寫入的寄存器的起始地址保存數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度20002保存數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)度（共2字）保存數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)104保存數(shù)據(jù)的字節(jié)長(zhǎng)度（共4字節(jié)）保存數(shù)據(jù)1204B0數(shù)據(jù)地址002C保存數(shù)據(jù)221388數(shù)據(jù)地址002DCRC碼2FC63由主機(jī)計(jì)算得到的CRC碼 從機(jī)（PDM）響應(yīng)返回的報(bào)文格式：從機(jī)響應(yīng)字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)舉例從機(jī)地址101來(lái)自從機(jī)01功能碼110寫多路寄存器起始地址2002C起始地址為002C保存數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度20002保存2個(gè)字長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)CRC碼28001由從機(jī)計(jì)算得到的CRC碼 三、錯(cuò)誤校驗(yàn)碼（CRC校驗(yàn)）：主機(jī)或從機(jī)可用校驗(yàn)碼進(jìn)行判別接收信息是否正

23、確。由于電子噪聲或一些其它干擾，信息在傳輸過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，錯(cuò)誤校驗(yàn)碼（CRC）可以檢驗(yàn)主機(jī)或從機(jī)在通訊數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中的信息是否有誤，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)可以放棄（無(wú)論是發(fā)送還是接收），這樣增加了系統(tǒng)的安全和效率。MODBUS通訊協(xié)議的CRC（冗余循環(huán)碼）包含2個(gè)字節(jié)，即16位二進(jìn)制數(shù)。CRC碼由發(fā)送設(shè)備（主機(jī)）計(jì)算，放置于發(fā)送信息幀的尾部。接收信息的設(shè)備（從機(jī)）再重新計(jì)算接收到信息的CRC，比較計(jì)算得到的CRC是否與接收到的相符，如果兩者不相符，則表明出錯(cuò)。 在進(jìn)行CRC計(jì)算時(shí)只用8個(gè)數(shù)據(jù)位，起始位及停止位，如有奇偶校驗(yàn)位也包括奇偶校驗(yàn)位，都不參與CRC計(jì)算。 CRC碼的計(jì)算方法是： 1

24、預(yù)置1個(gè)16位的寄存器為十六進(jìn)制FFFF（即全為1）；稱此寄存器為CRC寄存器；2把第一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（既通訊信息幀的第一個(gè)字節(jié)）與16位的CRC寄存器的低   8位相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器；3把CRC寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位）用0填補(bǔ)最高位，并檢查右移后的移出位；4如果移出位為0：重復(fù)第3步（再次右移一位）；如果移出位為1：CRC寄存器與多項(xiàng)式A001（1010 0000 0000 0001）進(jìn)行異或；5重復(fù)步驟3和4，直到右移8次，這樣整個(gè)8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理；6重復(fù)步驟2到步驟5，進(jìn)行通訊信息幀下一個(gè)字節(jié)的處理；7將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計(jì)算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低   字節(jié)進(jìn)行交換；8最后得到的CRC寄存器內(nèi)容即為：CRC碼。四、通訊錯(cuò)誤信息及數(shù)據(jù)的