微型用户基础手册.doc
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1、STC-101微型RTU顾客手册(V1.3) 北京易控微网科技有限公司 1.产品简介31.1.产品设计阐明31.2.功能特点31.3.系统参数31.3.1.开关量输入31.3.2.脉冲计数41.3.3.通信接口41.4.安装使用环境42.原理阐明42.1.开关量输入53.通信合同阐明53.1.MODBUS规约简介53.1.1.在Modbus网络上转输63.1.2.在其他类型网络上转输63.1.3.查询回应周期73.2.帧格式阐明73.3.数据定义94.安装阐明145.典型方案166.订货须知18V1.2修改阐明:修改了某些错误和增长了STC-101测量频率功能V1.3修改阐明:支持MODBUS
2、规约RTU和ASCII两种方式,可修通讯参数。1. 产品简介1.1. 产品设计阐明STC-101微型RTU(如下简称STC-101)是我公司针对各种应用场合,研发STC系列RTU之一,广泛应用于消防、供水、石化、环保、电力等各个行业,为大多数系统集成商和自动化公司、研究所采用,是一种具备极高性价比、稳定可靠数据采集产品。STC101模块可以单独使用,也可以进行扩展,建议在一种485网络内,模块数量不大于32。1.2. 功能特点l 16路开关量光电隔离输入, 支持脉冲计数及SOE(事件顺序记录)。l 1个原则485或232通信口,支持MODBUS规约ASCII和RTU两种方式。可通过计算机设定R
3、TU还是ASCII方式,波特率(最高115200),奇偶校验。l 高可靠性高,较强抗干扰能力。l 卡式导轨或螺丝固定,安装简朴。1.3. 系统参数1.3.1. 开关量输入容量: 每个模块16路额定输入信号(订货时选取): a. 输入直流110400V 或交流 110V/220V/380Vb. 输入直流12V或24V或48V输入方式: 光电隔离扫描方式: 中断方式SOE辨别率: 1ms 1.3.2. 脉冲计数作为脉冲计数使用,规定输入必要为直流。扫描方式:中断方式最高计数频率: 1KHz 16路单路最高计数频率:4KHZ 1.3.3. 通信接口容量: 1路接口方式: RS485/RS232接口规
4、约: MODBUS规约或者其她规约1.4. 安装使用环境安装方式: 卡式导轨安装或者底部螺丝固定温度范畴: -10 55存贮温度: -2070相对湿度: 85%(205条件)大气压力: 86108Kpa安装尺寸: 1439040mm电 源: 交流 165265V 50HZ60HZ或者 直流 24V 30 % 功 耗: 不大于1W 工作环境:无爆炸,无腐蚀性气体及导电尘埃,无严重霉菌存 在,无激烈振动,无冲击源;如果需要在此类环境下工作,请采用相应防护办法。2. 原理阐明STC-101 单元采用16位超低功耗单片机,单片机内部集成了几乎计算机所能外围电路,设计该产品时没有进行任何扩展。提高了系统
5、可靠性和抗干扰能力,缩小了产品体积。2.1. 开关量输入系统数字输入采用光电隔离,原理图如下: 输入信号为高时,光耦导通,DI7=0。计算机监测到信号变化,产生中断。单片机记下产生中断时间,并启动一种软定期器计数。如果没有到达设定期间信号又发生变换,则清除中断时间和事件记录。如果在设定期间内信号没有发生变化,则作为输入变化,并记录变化时间作为SOE记录。 开关量输入具备公共端子,并且是无源,使用时需要外接电源。每路输入输入电流不超过1mA,功率消耗很小。普通状况下,输入公共端子应当接开关量输入电源负端,输入电源正端接待测开关量一端,此外一端接单元输入端。开关量输入可以采用交流电源或者直流电源作
6、为开关量输入电源。 3. 通信合同阐明咱们STC-1采用MODBUS规约,因素是该规约文本容易得到,合同自身简朴,并且该规约是开放,有着众多国内厂商和国际厂商支持。MODBUS规约是MODICOM公司开发,版权归其所有。咱们接口采用RS485接口,比RS232具备更高通信速率和更远通信距离。依照咱们设备状况,咱们仅仅实现了MODBUS一种小型子集,没有完全实现其所有内容,已经可以满足咱们所有需要。3.1. MODBUS规约简介MODBUS规约是MODICOM公司开发一种为诸多厂商支持开放规约。Modbus 合同是应用于电子控制器上一种通用语言。通过此合同,控制器互相之间、控制器经由网络(例如以
7、太网)和其他设备之间可以通信。它已经成为一通用工业原则,不同厂商生产控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。此合同定义了一种控制器能结识使用消息构造,而不论它们是通过何种网络进行通信。它描述了控制器祈求访问其他设备过程,如果回应来自其他设备祈求,以及如何侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容公共格式。当在Modbus网络上通信时,此合同决定了每个控制器须要懂得它们设备地址,辨认按地址发来消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus合同发出。在其他网络上,包括了Modbus合同消息转换为在此网络上使用帧或包构造。这种转换也扩展了依照详细网络解决节地址、路由途径及
8、错误检测办法。3.1.1. 在Modbus网络上转输原则Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口,它定义了连接口针脚、电缆、信号位、传播波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。控制器通信使用主从技术,即仅设备(主设备)能初始化传播(查询)。其他设备(从设备)依照主设备查询提供数据做出相应反映。典型主设备:主机和可编程仪表。典型从设备:可编程控制器。主设备可单独和从设备通信,也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信,从设备返回消息作为回应,如果是以广播方式查询,则不作任何回应。Modbus合同建立了主设备查询格式:设备(或广播)地址、功能代码、所有要发送数据、错误检测域。从
9、设备回应消息也由Modbus合同构成,涉及确认要行动域、任何要返回数据、和错误检测域。如果在消息接受过程中发生错误,或从设备不能执行其命令,从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。3.1.2. 在其他类型网络上转输在其他网络上,控制器使用对等技术通信,故任何控制都能初始和其他控制器通信。这样在单独通信过程中,控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供各种内部通道可容许同步发生传播进程。在消息位,Modbus合同仍提供了主从原则,尽管网络通信办法是“对等”。如果控制器发送消息,它只是作为主设备,并盼望从从设备得到回应。同样,当控制器接受到消息,它将建立一从设备回应格式并返回给发送控制器。3.1
10、.3. 查询回应周期.查询查询消息中功能代码告之被选中从设备要执行何种功能。数据段包括了从设备要执行功能任何附加信息。例如功能代码03是规定从设备读保持寄存器并返回它们内容。数据段必要包括要告之从设备信息:从何寄存器开始读及要读寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容与否对的办法。.回应如果从设备产生正常回应,在回应消息中功能代码是在查询消息中功能代码回应。数据段涉及了从设备收集数据:像寄存器值或状态。如果有错误发生,功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误,同步数据段包括了描述此错误信息代码。错误检测域容许主设备确认消息内容与否可用。3.2. 帧格式阐明控制器能设立为两种传播模式
11、(ASCII或RTU)中任何一种在原则Modbus网络通信。顾客选取想要模式,涉及串口通信参数(波特率、校验方式等),在配备每个控制器时候,在Modbus网络上所有设备都必要选取相似传播模式和串口参数。ASCII模式:地址功能代码数据数量数据1.数据nLRC高字节LRC低字节回车换行RTU模式地址功能代码数据数量数据1.数据nCRC高字节CRC低字节所选ASCII或RTU方式仅合用于原则Modbus网络,它定义了在这些网络上持续传播消息段每一位,以及决定如何将信息打包成消息域和如何解码。在咱们系统中,咱们仅仅支持ASCII帧格式。当控制器设为在Modbus网络上以ASCII(美国原则信息互换代
12、码)模式通信,在消息中每个8Bit字节都作为两个ASCII字符发送。这种方式重要长处是字符发送时间间隔可达到1秒而不产生错误。代码系统. 十六进制,ASCII字符0.9,A.F. 消息中每个ASCII字符都是一种十六进制字符构成每个字节位. 1个起始位. 8个数据位,最小有效位先发送. 1个奇偶校验位,无校验则无. 1个停止位(有校验时),1个Bit(无校验时)错误检测域. LRC(纵向冗长检测) 地址域消息帧地址域包括两个字符(ASCII)或8Bit(RTU)。也许从设备地址是0.247 (十进制)。单个设备地址范畴是1.247。主设备通过将要联系从设备地址放入消息中地址域来选通从设备。当从
13、设备发送回应消息时,它把自己地址放入回应地址域中,以便主设备懂得是哪一种设备做出回应。地址0是用作广播地址,以使所有从设备都能结识。当Modbus合同用于更高水准网络,广播也许不容许或以其他方式代替。功能域消息帧中功能代码域包括了两个字符(ASCII)或8Bits(RTU)。也许代码范畴是十进制1.255。固然,有些代码是合用于所有控制器,有此是应用于某种控制器,尚有些保存以备后用。当消息从主设备发往从设备时,功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入开关状态,读一组寄存器数据内容,读从设备诊断状态,容许调入、记录、校验在从设备中程序等。当从设备回应时,它使用功能代码域来批示是正常
14、回应(无误)还是有某种错误发生(称作异议回应)。对正常回应,从设备仅回应相应功能代码。对异议回应,从设备返回一等同于正常代码代码,但最重要位置为逻辑1。咱们当前所支持功能码非常有限,重要涉及:01 READ COIL STATUS02 READ INPUT STATUS03 READ HOLDING REGISTERS04 READ INPUT REGISTERS05 FORCE SINGLE COIL06 PRESET SINGLE REGISTERS24 READ FIFO QUEUE 3.3. 数据定义STC-101通信数据定义:咱们采用MODBUS规约ASCII方式或RTU方式,通讯出
15、厂黙认设定为:RTU,波特率9600BPS,1位起始位,8位数据位,1位停止位,无校验。帧格式:上位机发送例读地址为模块1输入状态,从第一种开始读,读8个开关量输入点值ASCII方式 :单元地址 功能码 起始地址 读取点数 LRC校验 CR LF : 01 02 0000 0008F5 CR LF计算机串口发出以上ASCII字符,冒号为帧起始标志,CRLF为帧结束标志RTU方式 单元地址 功能码 起始地址 读取点数 CRC校验 01 02 0000 0008 79CC计算机串口发出以上十六进制字符LRC校验为和校验,占用两个字节。计算办法可以参照如下C源程序,需要注意是一方面计算LRC值,然后
16、把成果转换成为相应ASCII字符串。例如LRC成果为0X5F,则在规约中LRC值为 0X35,0X46unsigned char lrc(unsigned char *str,int lenth) unsigned char tmp; tmp=0; while (lenth- ) tmp+= *str+; return (unsigned char)(-(char)tmp); RTU方式 CRC校验计算:const unsigned char auchCRCHi =0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,
17、0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,
18、0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,
19、0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x00,0xC1,0x81,0x40,0x01,0xC0,0x80,0x41,0x00,
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