Mae protocol Modbus RTU fel "iaith gyffredin" rhwng dyfeisiau diwydiannol, gan alluogi "cyfathrebu" llyfn rhwng dyfeisiau megis mesuryddion trydan a synwyryddion o wahanol frandiau.
Arddangosiad Cais Protocol Cyfathrebu Modbus
Bydd yr erthygl hon yn eich tywys trwy gymhwyso Modbus RTU mewn mesuryddion ynni yn y ffordd symlaf a mwyaf dealladwy. Hyd yn oed os ydych chi'n ddechreuwr llwyr heb unrhyw gefndir technegol, gallwch chi ddeall pwyntiau craidd y protocol cyfathrebu diwydiannol pwysig hwn yn hawdd.
Beth yw protocol Modbus RTU?
Mae Modbus RTU yn brotocol cyfathrebu cyfresol a ddatblygwyd yn wreiddiol gan Modicon (sydd bellach yn rhan o Schneider Electric) ym 1979 ar gyfer ei PLCs (Rheolwyr Rhesymeg Rhaglenadwy).
Heddiw, mae wedi dod yn un o'r protocolau a ddefnyddir fwyaf mewn awtomeiddio diwydiannol, gyda chefnogaeth dros 400 o weithgynhyrchwyr ledled y byd.
Pam mae'n cael ei alw'n "RTU"? Mae RTU yn dalfyriad ar gyfer "Remote Terminal Unit," sy'n nodi bod y protocol hwn yn cael ei ddefnyddio'n bennaf ar gyfer cyfathrebu rhwng dyfeisiau anghysbell. Mae fel "system tecstio" rhwng offer trydanol, cyfnewid data trwy fecanwaith cais ac ymateb syml.
Sut mae Modbus RTU yn gweithio?
Mae Modbus RTU yn defnyddio -saernïaeth cyfathrebu caethweision, fel athro a myfyrwyr mewn ystafell ddosbarth.
- Meistr: Mae'r "athro," fel arfer cyfrifiadur, PLC, neu grynhöwr, yn gyfrifol am gychwyn cwestiynau a gorchmynion.
- Caethwas: Gall y "myfyriwr," fel mesurydd trydan neu synhwyrydd, ateb cwestiynau'r athro yn unig ac ni allant siarad yn annibynnol. (Mewn cymwysiadau mesurydd trydan...)
Fformat Neges Modbus RTU
"Templed SMS" Rhwng Dyfeisiau
Mae negeseuon cyfathrebu Modbus RTU yn debyg i negeseuon testun wedi'u crefftio'n ofalus, gyda gofynion fformat sefydlog.
Mae neges Modbus RTU gyflawn yn cynnwys y rhannau canlynol:
| Cod Cyfeiriad | Cod Swyddogaeth | Maes Data | Gwiriwch y Cod |
|---|---|---|---|
| 8-Didiau | 8-Didiau | N × 8-Didiau | 16-Didiau |
- Cod Cyfeiriad (1 beit): Cyfwerth â "rhif ffôn derbynnydd," gan nodi cyfeiriad y mesurydd ynni targed (1-247), gyda 0 ar gyfer cyfeiriad darlledu.
- Swyddogaeth Cod (1 beit): Cyfwerth â "math neges destun," cyfarwyddo'r mesurydd ynni ar y llawdriniaeth i berfformio (ee, darllen data, ysgrifennu data, ac ati).
- Maes Data (N bytes): Y wybodaeth benodol i'w throsglwyddo, megis cyfeiriad y gofrestr, gwerth data, ac ati.
- CRC Checksum (2 beit): Cyfwerth â "chod gwrth-ffugio," a ddefnyddir i wirio am wallau wrth drosglwyddo.
Mae neges nodweddiadol ar gyfer darllen cyfanswm data egni gweithredol positif o fesurydd ynni UBS fel a ganlyn:
[Cyfeiriad 00][Cod Swyddogaeth 03][Cyfeiriad Cychwyn 00 0C][Darllen Hyd 00 02][CRC Checksum 05 D9]
Mae hyn yn cyfateb i ddweud: "Pob mesurydd, darllenwch ddata o gofrestr 000C, gan ddechrau gyda chofrestr 1."
Ar ôl derbyn y neges, bydd mesurydd #1 yn ateb gyda:
[Cyfeiriad 01][Cod Swyddogaeth 03][Hyd Data 04][Data 00 00 00 00][CRC Checksum FA 33]
Mae hyn yn golygu: "Atebodd mesurydd #1: Cyfanswm gwerth data egni gweithredol positif a ddarllenwyd yw 00 00 00 00 (hecsadegol)" (Sylwer: Mae'r mesurydd hwn #1 yn fesurydd newydd, heb ei ddefnyddio). Mae'r ddelwedd isod yn arddangosiad prawf:
Y "Llyfr Data" mewn Mesurydd Trydan: Esboniad o'r Gofrestr
Ym mhrotocol Modbus RTU, mae'r holl ddata o fesurydd trydan yn cael ei storio mewn "taenlen"-y gofrestr. Rhennir cofrestri yn bedwar math yn bennaf:
| Math o Gofrestr | Caniatâd Darllen/Ysgrifennu | Codau Swyddogaeth | Cynnwys Nodweddiadol wedi'i Storio |
|---|---|---|---|
| Cofrestr Coil | Darllen/Ysgrifennu | 01, 05 | Statws cyfnewid, rheolaeth switsh |
| Cofrestr Mewnbwn Arwahanol | Darllen{0}}yn unig | 02 | Mewnbwn digidol (ee, signalau larwm) |
| Cofrestr Mewnbwn | Darllen{0}}yn unig | 04 | Data mesur -amser real (foltedd, cerrynt, ac ati) |
| Cofrestr Daliad | Darllen/Ysgrifennu | 03, 06 | Paramedrau dyfais, ynni cronedig, ac ati. |
Mewn cymwysiadau mesurydd trydan, y cofrestrau mwyaf cyffredin yw:
Cofrestr Mewnbwn
(Cod Swyddogaeth 04H): Yn storio data -amser real wedi'i fesur megis foltedd, cerrynt a phŵer.
Cofrestr Daliad
(Cod Swyddogaeth 03H): Yn storio defnydd trydan cronedig, paramedrau dyfeisiau, ac ati.
Tabl Gwybodaeth Cyfeiriad Cofrestr Modbus Mesurydd Ynni UBS
Cyfeiriad darlledu protocol Modbus yw 0x00. I gael gwybodaeth fanwl am gyfeiriad cofrestr protocol Modbus ar gyfer mesuryddion ynni UBS, gweler y tabl isod:
| Cofrestru (Hecs) | Enw Amrywiol | Priodoledd (Uned / R/W) | Math o Ddata | Cyfri | Sylwadau |
|---|---|---|---|---|---|
| 0x0000 | Foltedd DC | Uned: V, R/W: RO | S16 | 1 | Ystod: -9999 ~ 9999; Darllen=Gwerth Effeithiol × 10^(Pwynt Degol) |
| 0x0001 | Pwynt Degol Foltedd | Uned: Dim, G/C: RO | U16 | 1 | Gwerth sefydlog: 0 |
| 0x0002 | DC Gwerth Cyfredol | Uned: A, R/W: RO | S16 | 1 | Amrediad: -9999 ~ 9999 |
| 0x0003 | Pwynt Degol Cyfredol | Uned: Dim, G/C: RO | U16 | 1 | Gwerth sefydlog: 1 |
| 0x0008 | Gwerth Pwer | Uned: kW, R/W: RO | S16 | 1 | Amrediad: -9999 ~ 9999 |
| 0x0009 | Pwer Degol | Uned: Dim, G/C: RO | U16 | 1 | Gwerth sefydlog: 1 |
| 0x000C | Cyfanswm Ynni Gweithredol Ymlaen | Uned: 0.001kWh, R/W: RO | U32 | 2 | Beit uchel yn gyntaf, beit isel olaf; Enghraifft: Os yw data yn darllen=5000, pwynt degol=2 → Gwerth gwirioneddol=5000 × 10^(2-3)=500.0 |
| 0x203C | Foltedd Sianel 1 | Uned: 0.0001V, R/W: RO | I32 | 2 | Beit uchel yn gyntaf, beit isel olaf |
| 0x203E | Foltedd Sianel 2 | Uned: 0.0001V, R/W: RO | I32 | 2 | Bob amser 0 |
| 0x2040 | Sianel 1 Cyfredol | Uned: 0.0001A, R/W: RO | I32 | 2 | Beit uchel yn gyntaf, beit isel olaf |
| 0x2042 | Sianel 2 Cyfredol | Uned: 0.0001A, R/W: RO | I32 | 2 | Bob amser 0 |
| 0x2044 | Pŵer Sianel 1 | Uned: 0.0001kW, R/W: RO | I32 | 2 | Beit uchel yn gyntaf, beit isel olaf |
| 0x2046 | Pŵer Sianel 2 | Uned: 0.0001kW, R/W: RO | I32 | 2 | Bob amser 0 |
| 0x9A00 | Anfon Cyfanswm Ynni Gweithredol | Uned: kWh, R/W: RO | arnofio | 2 | |
| 0xA001/0x8900 | Cyfeiriad Dyfais | Uned: Dim, G/C: RW | U16 | 1 | Ystod: 0 ~ 247 |
Arddangosiad Darllen Negeseuon Mesuryddion Ynni UBS
Gan ddefnyddio meddalwedd cyfrifiadurol gwesteiwr mesurydd ynni UBS, darllenwch y data canlynol o fesurydd ynni smart DJZ1226 DC: cyfanswm egni gweithredol positif, foltedd, cerrynt, pŵer, a chyfeiriad mesurydd.
Fel y dangosir yn y diagram uchod, mae cynnwys y neges fanwl a anfonwyd ac a dderbyniwyd gan y cyfrifiadur gwesteiwr fel a ganlyn:
13:25:30.229 Cyfanswm egni gweithredol positif(000C0002) ...
13:25:30.256 ▼Anfon:00 03 00 0C 00 02 05 D9
13:25:30.344 ▲Derbyn:01 03 04 00 00 00 00 FA 33
13:25:30.359 foltedd DC(00000002) ...
13:25:30.424 ▼Anfon:00 03 00 00 00 02 C5 DA
13:25:30.428 ▲Derbyn:01 03 04 00 17 00 03 0A 36
13:25:30.494 DC ar hyn o bryd(00020002) ...
13:25:30.522 ▼Anfon:00 03 00 02 00 02 64 1A
13:25:30.610 ▲Derbyn:01 03 04 00 30 00 02 7B FD
13:25:30.621 Pŵer(00080002) ...
13:25:30.682 ▼Anfon:00 03 00 08 00 02 44 18
13:25:30.690 ▲Derbyn:01 03 04 00 01 00 02 2A 32
13:25:30.702 Cyfeiriad Cyfathrebu 2(A0010001) ...
13:25:30.779 ▼Anfon:00 03 A0 01 00 01 F6 1B
13:25:30.783 ▲Derbyn:01 03 02 00 01 79 84
13:25:30.795 Diwedd darllen data.
Problemau Cyffredin a Thechnegau Datrys Problemau
Er bod protocol Modbus RTU yn gymharol syml, gall problemau amrywiol godi o hyd mewn cymwysiadau ymarferol. Mae'r canlynol yn ddiffygion ac atebion cyffredin mewn cyfathrebu mesurydd trydan:
Dim Ymateb Cyfathrebu
● Gwiriwch Gysylltiadau Corfforol:
▪ A yw'r gwifrau RS-485 yn gywir (llinellau A/B wedi'u gwrthdroi)?
▪ A yw'r gwrthyddion terfynu yn cyfateb (yn gyffredinol, cysylltu gwrthyddion 120Ω ar bob pen i'r bws)?
▪ A yw'r pellter cyfathrebu yn fwy na'r terfyn (yn ddamcaniaethol gall RS-485 gyrraedd 1200 metr, ond mae ffactorau amgylcheddol yn effeithio ar y pellteroedd gwirioneddol).
● Dilysu Gosodiadau Paramedr:
▪ A yw'r gyfradd baud, darnau data, didau stopio, a gosodiadau cydraddoldeb yn gyson â'r mesurydd trydan?
▪ A yw cyfeiriad y ddyfais wedi'i osod yn gywir (dim cyfeiriadau dyblyg)?
Cyfathrebu Ysbeidiol
● Gwiriwch am Ymyrraeth Llinell:
▪ Defnyddiwch gebl wedi'i gysgodi mewn pâr a sicrhewch fod y darian wedi'i seilio ar un pen.
▪ Ceisiwch osgoi rhedeg y cebl yn gyfochrog â cheblau foltedd uchel.
● Profi Dyfeisiau Unigol:
▪ Cysylltwch bob mesurydd trydan yn unigol i ddatrys problemau dyfeisiau diffygiol.
▪ Defnyddio meddalwedd cyfrifiadurol gwesteiwr pwrpasol UBS Electronics (fel AMS) i gyfathrebu'n uniongyrchol â'r mesurydd trydan a nodi'r broblem.
Gwallau Data
● Gwirio Gwiriad CRC:
▪ Gwiriwch a yw'r codau CRC a anfonwyd ac a dderbyniwyd yn gyson.
▪ Cadarnhau'r drefn beit data (prin-endian yw Modbus RTU fel arfer).
● Gwirio Mapio Cofrestr:
▪ Cadarnhewch fod y cyfeiriadau cofrestr a ddefnyddir yn gyson â llawlyfr y mesurydd trydan.
▪ Nodwch wrthbwyso cyfeiriad y gofrestr.
Os oes angen i chi ddefnyddio'r meddalwedd cyfrifiadurol gwesteiwr UBS (protocol Modbus RTU) a grybwyllir yn yr erthygl hon, cysylltwch â'r person sy'n gyfrifol am eich archeb mesurydd trydan UBS a chael rhagor o gymorth technegol ar ôl-werthu.