HYP400系列 Modbus 规约说明

共页密级批准承认确认编制发布日期：年月日实施日期：年月日文件编号：WE/JS-S-HYP400XS01A版本号：A分发号码：HYP400系列MODBUS-RTU规约说明（GB/T19001:2000idt/ISO9001:2000）第1页共15页HYP400系列MODBUS-RTU规约说明1引言1.1范围本规约适用于我公司生产的HYP400系列数字继电保护装置（HYP400F馈线保护，HYP400T变压器保护，HYP400C电容器保护，HYP400M电动机保护，HYP400UPT电压保护等）。本规约是表述串行链路上的Modbus协议。1.2协议概述Modbus串行链路协议是一个主/从协议。本规约旨在规定终端设备（HYP400继电保护装置）与总线接口（上位机）之间的数据交换以Modbus的RTU（RemoteTerminalUnit）模式进行。采用异步主从半双工方式通讯。总线接口单元（上位机）始终作为主站，终端设备（HYP400继电保护装置）作为从站进行工作。2物理层2.1传输接口：RS-485。2.2通讯地址：1~247(从站)。2.3通讯波特率：1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps，38400bps。2.4通讯介质：屏蔽双绞线。3数据链路层3.1Modbus主站/从站协议原理Modbus串行链路协议是一个主-从协议。在同一时刻，只有一个主节点连接于总线，一个或多个子节点(最大编号为247)连接于同一个串行总线。Modbus通信总是由主节点发起。子节点在没有收到来自主节点的请求时，从不会发送数据。子节点之间从不会互相通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。主节点以两种模式对子节点发出Modbus请求:（1）在单播模式，主节点以特定地址访问某个子节点，子节点接到并处理完请求后，子节点向主节点返回一个报文(一个'应答')。在这种模式，一个Modbus事务处理包含2个报文：一个来自主节点的请求，一个来自子节点的应答。每个子节点必须有唯一的地址(1到247)，这样才能区别于其它节点被独立的寻址。（2）在广播模式，主节点向所有的子节点发送请求。对于主节点广播的请求没有应答返回。广播请求一般用于写命令。所有设备必须接受广播模式的写功能。地址0是专门用于表示广播数据的。3.2字节(11位)的格式编码系统：8位二进制,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符(0–9，A–F)。第2页共15页每字节的位：1个起始位，8个数据位（首先发送最低有效位），1个偶校验，1个停止位。字符是串行传送的，每个字符或字节均由此顺序发送(从左到右):起始01234567偶校验停止3.3Modbus帧描述两个报文之间的线路空闲间隔最少需33位。总线接口单元（上位机）等待单元报文的超时时间为50ms，即总线接口单元在发送完需要单元应答的报文后，50ms内还未接收到应答报文的第一个字节就认为是超时。无错误码，当HYP400检查出命令有误时不作回答。可以发送的最大报文长度为178字节。所以主站发送的命令，其对应的响应报文长度不要超过178字节。3.3.1地址（Address）域Modbus寻址空间有256个不同地址。地址0保留为广播地址。所有的子节点必须识别广播地址。Modbus总线接口单元没有地址，只有子节点必须有一个地址。该地址必须在Modbus串行总线上唯一。地址域在数据包的开头部分，有一个8bits的数据组成。当主站发送数据包后，只有与主站查询地址相同的终端设备（从站）才会有响应。3.3.2功能(Function)码是每次通讯信息帧传送的第二个字节。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应，从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。功能码定义操作（二进制）01H读开关量输出读取一路或多路开关量输出状态数据02H读开关量输入读取一路或多路开关量状态输入数据03H读寄存器数据读取一个或多个寄存器的数据05H写开关量输出控制一路继电器“合/分”输出06H写单路寄存器把一组二进制数据写入单个寄存器10H写多路寄存器把多组二进制数据写入多个寄存器55HSOE查询读取SOE信息注：（1）功能码55H为Modbus扩充部分。（2）功能码10H只用于广播校时。（3）功能码01H和02H报文中的起始地址必须为8的整倍数。地址域功能码数据域校验域01～247248～255广播地址子节点单独地址保留第3页共15页3.3.3数据(Data)域数据域包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据（如：开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等）、参考地址等。数据区的数据一般是两个字节，并且高位字节在前，低位字节在后；对于多字节数据，高位字在前，低位字在后。3.3.4校验（CRC）域主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否正确。由于电子噪声或一些其它干扰，信息在传输过程中有时会发生错误，错误校验码（CRC）可以检验主机或从机在通讯数据传送过程中的信息是否有误，错误的数据可以放弃（无论是发送还是接收），这样增加了系统的安全和效率。通讯协议的CRC（冗余循环码）包含2个字节，低位字节在前，高位字节在后。CRC码由发送设备（主机）计算，放置于发送信息帧的尾部。接收信息的设备（从机）再重新计算接收到信息的CRC，比较计算得到的CRC是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。在进行CRC计算时只用8个数据位，起始位及停止位，偶校验位，都不参与CRC计算。4HYP400MODBUS-RTU功能码及地址表4.1功能码“01H”和“05H”：“读1路或多路”和“写1路”开关量输出状态（1）功能码01H。在一个远程设备中，使用该功能码读取开关量的1至120连续状态。地址，即指定的第一个开关量地址和编号。从零开始寻址开关量。因此寻址开关量1-16为0-15。根据数据域的每个比特将响应报文中的开关量分成为一个开关量。指示状态为1=ON和0=OFF。第一个数据字节的LSB（最低有效位）包括在询问中寻址的输出。其它开关量依次类推，一直到这个字节的高位端为止，并在后续字节中从低位到高位的顺序。请求响应地址1个字节1～247地址1个字节1～247功能码1个字节01H功能码1个字节01H起始地址2个字节0000～0120字节数1个字节N开关量数量2个字节0008～0120开关量状态N个字节N＝开关量数量/8校验2个字节CRC校验2个字节CRC（2）功能码05H。在一个远程设备上，使用该功能码写单个输出为ON或OFF。请求数据域中的常量说明请求的ON/OFF状态。十六进制值FF00请求输出为ON。十六进制值0000请求输出为OFF。其它所有值均是非法的，并且对输出不起作用。从零开始寻址开关量。因此，寻址开关量1为0。开关量值域的常量说明请求的ON/OFF状态。十六进制值0XFF00请求开关量为ON。十六进制值0X0000请求开关量为OFF。其它所有值均为非法的，并且对线圈不起作用。正常响应是请求的应答，在写入开关量状态之后返回这个正常响应。请求响应地址1个字节1～247地址1个字节1～247功能码1个字节01H功能码1个字节01H输出地址2个字节0000～0120输出地址2个字节0000～0120输出值2个字节0x0000至0xff00输出值2个字节0x0000至0xff00第4页共15页校验2个字节CRC校验2个字节CRC（3）地址表序号地址定义属性对象类型说明10000～0015预留RObit预留20016遥控分闸WObit遥控分闸30017遥控合闸WObit遥控合闸40018～0047预留RObit预留50048KG1RWbit瞬时速断投退60049KG2RWbit限时速断投退70050KG3RWbit定时限过流投退80051KG4RWbit合闸后加速投退90052KG5RWbit过负荷告警投退100053KG6RWbit过负荷跳闸投退110054KG7RWbit反时限投退120055KG8RWbit负序一段投退130056KG9RWbit负序二段投退140057KG10RWbit负序反时限投退150058KG11RWbit零序告警投退160059KG12RWbit零序跳闸投退170060KG13RWbit零序反时限投退180061KG17RWbit3I0过流投退190062KG20RWbit过压告警投退200063KG21RWbit过压跳闸投退210064KG22RWbit低压保护投退220065KG23RWbit失压保护投退230066KG24RWbit零序过压告警投退240067KG25RWbit不平衡电压投退250068KG26RWbit定时限低压闭锁260069KG27RWbit反时限低压闭锁270070KG28RWbit不平衡电流投退280071KG29RWbit不平衡电压二投退290072KG30RWbit启动过长投退300073KG31RWbit堵转保护投退310074KG32RWbit失压自启动投退320075KG33RWbit过热告警投退330076KG34RWbit过热跳闸投退340077KG38RWbit保护启动重合闸350078KG41RWbit无流闭锁投退360079KG42RWbit无压闭锁投退370080KG43RWbitPT断线投退380081KG44RWbit控制回路异常390082KG45RWbit非电量1告警第5页共15页400083KG46RWbit非电量1跳闸410084KG47RWbit非电量2告警420085KG48RWbit非电量2跳闸430086KG49RWbitPT断线闭锁440087KG50RWbit进线贯通线投退450088KG51RWbit不对应重合闸460089～0116KG52～KG79RWbit用户控制字预留A.注(1)RO为只读，WO为只写，RW为读写均可。(2)01H功能码为只读，05H功能码为只写。(3)在一个远程设备上，使用该功能码写单个输出为ON或OFF。请求数据域中的常量说明请求的ON/OFF状态。十六进制值FF00请求输出为ON。十六进制值0000请求输出为OFF。其它所有值均是非法的，并且对输出不起作用。B.报文举例（1）遥控跳闸主站：01050010FF008DFF子站：01050010FF008DFF（2）遥控合闸主站：01050011FF00DC3F子站：01050011FF00DC3F(3)控制字KG1投入主站：01050030FF008C35子站：01050030FF008C35(4)控制字KG1退出主站：010500300000CDC5子站：010500300000CDC5(4)读8路开出量状态，起始地址0048主站：0101003000083DC3子站：0101014191B84.2功能码“02H”：读1路或多路开关量状态输入（1）功能码02H。在一个远程设备中，使用该功能码读取开关量的1至256连续状态。地址，即指定的第一个开关量地址和编号。从零开始寻址开关量。因此寻址开关量1-16为0-15。根据数据域的每个比特将响应报文中的开关量分成为一个开关量。指示状态为1=ON和0=OFF。第一个数据字节的LSB（最低有效位）包括在询问中寻址的输出。其它开关量依次类推，一直到这个字节的高位端为止，并在后续字节中从低位到高位的顺序。请求响应地址1个字节1～247地址1个字节1～247功能码1个字节02H功能码1个字节02H起始地址2个字节0000～0255字节数1个字节N（为8的倍数）开关量数量2个字节0008～0255开关量状态N个字节N＝开关量数量/8第6页共15页校验2个字节CRC校验2个字节CRC（2）地址表序号地址定义属性对象类型说明10000～0007预留RObit预留20008预留RObit预留30009预留RObit预留40010预留RObit预留50011预留RObit预留60012预留RObit预留70013预留RObit预留80014标志R