ACB系列框架断路器智能控制器

ACB系列框架断路器智能控制器Modbus-RTU通讯协议（版本：C）2019.06.13撰写：付林审核：蒋爱贤批准：谢建波上海良信电器股份有限公司1、协议概述1)协议类型：Modbus-RTU协议。2)物理层：传输方式：RS-485；通讯地址：2-247；通讯比特率：9600bps，19200bps；通讯介质：屏蔽双绞线。3）链路层：传输方式：主从半双工方式。协议在一根通讯线上使用应答式连接（半双工），这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先，主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备（从机），然后，在相反的方向上终端设备发出的应答信号传输给主机。协议只允许在主计算机和终端设备之间，而不允许独立的设备之间的数据交换，这就不会再使它们初始化时占据通讯线路，而仅限于响应到达本机的查询信号。一个数据帧格式：1位起始位，8位数据，1位停止位。一个数据包格式：地址功能码数据校验码8-Bits8-BitsNx8-Bits16-Bits协议详细定义了校验码、数据序列等，这些都是特定数据交换的必要内容。注：控制器响应查询信号的时间为0.1-0.5秒（典型值为0.2秒）。当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“口”进入寻址到的设备，该设备去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务，然后，它将自己生成的数据加入到取得的“信封”中。把数据帧返回给发送者。返回的响应数据中包含了以下内容：终端从机地址（Address）、被执行了的命令（Function）、执行命令生成的被请求数据（Data）和一个校验码（Check）。发生任何错误都不会有成功的响应。4）地址（Address）域地址域在帧的开始部分，由8位（0－255）组成，这些位标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设备的地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。5）功能（Functon）域功能域代码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。表1-1列出了本控制器所使用的所有功能码，以及它们的意义及它们的初始功能。表1-1功能码代码意义行为0x03读数据获得一个或多个寄存器的当前二进制值0x06预置单寄存器放置一个特定的二进制值到一个单寄存器中0x10预置多寄存器放置特定的二进制值到一系列多寄存器中0x11读通讯地址（单对单）发：0011C1BC收：0011+通讯地址+CRC6）数据域数据域包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这些数据的内容可能是数值、参考地址或者极限值。例如：功能域码告诉终端读取一个寄存器，数据域则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，内嵌的地址和数据依照类型和从机之间的不同能力而有所不同。7）错误校验域该域运行主机和终端检查传输过程中的错误。有时。由于电噪声和其他干扰，一组数据在从一个设备传输到另一个设备时在线路上可能会发生一些改变，出错校验能够保证主机或者终端不去响应那些传输过程中发生了改变的数据，这就提供了系统的安全性和效率，出错校验使用了16位循环冗余的方法。【注】发送序列总是相同的-地址、功能码、数据和方向相关的出错校验。8）错误检测循环冗余校验（CRC）域占用两个字节，包含了一个16位的二进制值。CRC值由传送设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC值，然后与接收到的CRC域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。CRC运算时，首先将一个16位的寄存器预置为全1，然后连续把数据帧的8位字节与该寄存器的当前值进行运算，仅仅每个字节的8个数据位参与生成CRC，起始位和终止位以及可能使用的奇偶位都不影响CRC。生成CRC时，每个8位字节与寄存器中的内容进行异或，然后将结果向低位移位，高位则用“0”补充，最低位（LSB）移出并检测，如果是1，该寄存器就与一个预设的固定值进行一次异或运算，如果最低位为0，不作任何处理。上述处理重复进行，直到执行完了8次移位操作，当最后一位（第8位）移完以后，下一个8位字节才与寄存器的当前值进行异或运算，同样进行上述的另一个8次移位异或操作，当数据帧中的所有字节都作了处理，生成的最终值就是CRC值。生成一个CRC的流程为：1预置一个16位寄存器为0xFFFF（全1），称之为CRC寄存器。2把数据帧中的第一个8位字节与CRC寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回CRC寄存器。3将CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并检测。4如果最低位为0；重复第三步（下一次移位）。5如果最低位为1：将CRC寄存器与一个预设的固定值（0xA001）进行异或运算。6重复第三步和第四步直到8次移位。这样处理完了一个完整的八位。7重复第2步到第5步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。8最终CRC寄存器的值就是CRC的值。2、应用层功能详解本章的目标是为了NDW3-LCD框架断路器智能控制器的程序员定义特定有效命令的通用格式，在每条数据查询格式说明的后面有一个该数据查询所执行的功能的解释和一个例子。第一章已经简述了协议和数据帧，使用此软件的程序员可以使用下述的方法以便通过协议正确的建立他们的特定应用程序。本章所述协议将尽可能的使用如表2-1所示的格式（数字为16进制）。图2-1协议示例地址功能码变量起始地址高字节变量起始地址低字节变量个数高字节变量个数低字节校验码低字节校对码高字节0x030x030x000x010x000x030x550xE92.1读数据（功能码0x03）本报文的主要功能是主站向从站发送读取多个变量数值的命令（即查询），而从站在收到命令之后向主站发送所需的变量数值（即响应）。因此，就从站而言，接收到的是主站的查询报文、需要发送的是响应报文，各报文的格式如下表2-2。表2-2读取多个数据报文格式查询报文响应报文字节号名称数值字节号名称数值1从站地址1-2471从站地址1-2472功能码0x032功能码0x033变量起始地址高字节xx3字节数xx4变量起始地址低字节xx4第一个变量数值高字节xx5变量个数高字节xx5第一个变量数值低字节xx6变量个数低字节xx…………7CRC校验低字节xx…………8CRC校验高字节xx2N+2最后一个变量数值高字节xx2N+3最后一个变量数值低字节xx2N+4CRC校验低字节xx2N+5CRC校验高字节xx2.2产品类别（功能码0x03）本报文的主要功能是主站向从站发送读取产品类别的命令（即查询），而从站在收到命令之后向主站发送所需的变量数值（即响应）。表2-3读取产品类别报文格式查询报文响应报文字节号名称数值字节号名称数值1从站地址1-2471从站地址1-2472功能码0x032功能码0x033变量起始地址高字节0xff3字节数24变量起始地址低字节0xff4第一个变量数值高字节表2-45变量个数高字节0x005第一个变量数值低字节表2-46变量个数低字节0x016CRC校验低字节xx7CRC校验低字节xx7CRC校验高字节xx8CRC校验高字节xx8表2-4读取产品类别报文解析高字节报文解析低字节报文解析数值名称数值名称1框架断路器xNDWx（x，为系列代号，待定）2塑壳断路器xNDMxx，为系列代号，待定）3双电源产品xNDQxx，为系列代号，待定）4接触器产品x…5终端类产品x…6XXx7XXx8XXx3、数码管型/拨码型控制器通讯地址表未发布4、LCD型控制器通讯地址表4.1.测量信息地址定义变量类型单位属性256（100H)A相电压Uint16VR×1257B相电压Uint16VR×1258C相电压Uint16VR×1259相电压平均值Uint16VR×1260AB线电压Uint16VR×1261BC线电压Uint16VR×1262CA线电压Uint16VR×1263线电压平均值Uint16VR×1264A相电压不平衡率Uint16R％265B相电压不平衡率Uint16R％266C相电压不平衡率Uint16R％267相电压最大不平衡率Uint16R％268A相电流Uint16AR×1或×2注1269B相电流Uint16AR×1或×2注1270C相电流Uint16AR×1或×2注1271中相电流Uint16AR×1或×2注1272最大相电流Uint16AR×1或×2注1273三相平均电流Uint16AR×1或×2注1274接地(漏电）电流Uint16AR接地:×1或×2注1漏电：×0.1275A相电流不平衡率Uint16R％276B相电流不平衡率Uint16R％277C相电流不平衡率Uint16R％278电流最大不平衡率Uint16R％279当前热容Uint16R％280A相有功功率Int16KWR×1281A相无功功率Int16KvarR×1282A相视在功率Uint16KvaR×1283B相有功功率Int16KWR×1284B相无功功率Int16KvarR×1285B相视在功率Uint16KvaR×1286C相有功功率Int16KWR×1287C相无功功率Int16KvarR×1288C相视在功率Uint16KvaR×1289系统总有功功率Int16KWR×1290系统总无功功率Int16KvarR×1291系统总视在功率Uint16KvaR×1292A相功率因数Int16R×0.01293B相功率因数Int16R294C相功率因数Int16R295系统功率因数Int16R×0.01296系统频率Uint16HzR×0.01298感性（输入）有功电能HUint32KwhR×1297感性（输入）有功电能L300感性（输入）无功电能HUint32KvarhR×1299感性（输入）无功电能L302容性（输出）有功电能HUint32KwhR×1301容性（输出）有功电能L304容性（输出）无功电能HUint32KvarhR×1303容性（输出）无功电能L306总有功电能HUint32KwhR×1305总有功电能L308总无功电能HUint32KvarhR×1307总无功电能L310总视在电能HUint32KvahR×1309总视在电能L311A相电流需量值Uint16AR×1或×2注1312B相电流需量值Uint16AR×1或×2注1313C相电流需量值Uint16AR×1或×2注1314N相电流需量值Uint16AR×1或×2注1315系统总有功功率需用值Int16KWR×1316系统总无功功率需用值Int16KvarR×1317系统总视在功率需用值Int16KvaR×1318相序测量值（bit)Uint16R见5.1注：1，额定电流≥2500A时×2，否则×14.2.运行状态信息地址定义变量类型单位属性512（200H）运行状态（bit)Uint16R见5.2513当前报警（bit)Uint32R见5.3514515H:当前故障类型（char)Uint16R见5.4L:当前故障相别（char)516当前故障数据0L1电流Uint16AR0-65535517当前故障数据1L2电流Uint16AR0-65535518当前故障数据2L3电流Uint16AR0-65535519当前故障数据3N电流Uint16AR0-65535520当前故障数据4A相电压Uint16vR0-65535521当前故障数据5B相电压Uint16vR0-65535522当前故障数据6C相电压Uint16vR0-65535523H-524L当前故障数据7脱扣时间Uint320.01sR525H:当前故障时钟年Uint16RBCD码L:当前故障时钟月526H:当前故障时钟日Uint16RBCD码L:当前故障时钟时527H:当前故障时钟分Uint16RBCD码L:当前故障时钟秒4.3.事件记录地址定义单位属性变量格式768（300H）故障、报警和变位记录条数Uint16见5.5769待读取记录序号Uint16W见5.6770H:故障记录时钟年L:故障记录时钟月Uin