NSA6000箱變智能監(jiān)控裝置Modbus通訊協(xié)議

1、目錄第一章 簡(jiǎn)介21.1 串行通訊協(xié)議的目的21.2 modbus通訊協(xié)議的版本2第二章 modbus串行通信協(xié)議詳細(xì)說(shuō)明22.1 modbus協(xié)議基本規(guī)則22.2 傳送模式22.3 modbus包裹結(jié)構(gòu)描述22.3.1 地址域22.3.2 功能碼域22.3.3 數(shù)據(jù)域32.3.4 校驗(yàn)域32.4 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間考慮3第三章 通訊包裹33.1 讀寄存器33.2 寫(xiě)寄存器4第四章 計(jì)算crc-164第五章 設(shè)備寄存器說(shuō)明45.1 遙控信息寄存器45.2 遙測(cè)信息寄存器55.3 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)寄存器7第一章 簡(jiǎn)介 通信協(xié)議詳細(xì)地描述了modbus通訊模式下的輸入和輸出命令、信息和資料，以便第三方使用和開(kāi)發(fā)。

2、 1.1 串行通訊協(xié)議的目的 通信協(xié)議的作用使信息和資料在上位機(jī)（主站）和設(shè)備之間有效地傳遞，它包括： 1） 允許主站訪問(wèn)和設(shè)定所接設(shè)備的全部設(shè)置參數(shù)和保護(hù)定值； 2） 允許訪問(wèn)設(shè)備的所有測(cè)量資料和事件紀(jì)錄。 1.2 modbus通訊協(xié)議的版本 該通訊協(xié)議適用于本公司已經(jīng)出廠的所有各種版本的設(shè)備儀器，對(duì)于日后的系列若有改動(dòng)會(huì)加以特別說(shuō)明。 第二章 modbus串行通信協(xié)議詳細(xì)說(shuō)明 2.1 modbus協(xié)議基本規(guī)則 以下規(guī)則確定在rs485（或者rs232c）回路控制器和其它rs485串行通信回路中設(shè)備的通信規(guī)則： 1）所有rs485回路通信應(yīng)遵照主/從方式。在這種方式下，信息和資料在單個(gè)主站和

3、最多32個(gè)從站（監(jiān)控設(shè)備）之間傳遞； 2）主站將初始化和控制所有在rs485通信回路上傳遞的信息； 3）無(wú)論如何都不能從一個(gè)從站開(kāi)始通信； 4）所有rs485環(huán)路上的通信都以打包方式發(fā)生。一個(gè)包裹就是一個(gè)簡(jiǎn)單的字符串（每個(gè)字符串8位），一個(gè)包裹中最多可含255個(gè)字節(jié)。組成這個(gè)包裹的字節(jié)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)異步串行資料，并按8位資料位，1位停止位，無(wú)校驗(yàn)位的方式傳遞。串行數(shù)據(jù)流由類(lèi)似于rs232c中使用的設(shè)備產(chǎn)生； 5）主站發(fā)送包裹稱(chēng)為請(qǐng)求，從站發(fā)送包裹稱(chēng)為響應(yīng)； 6）任何情況從站只能響應(yīng)主站一個(gè)請(qǐng)求。 2.2 傳送模式 modbus協(xié)議可以采用ascii或者rtu模式傳送資料。此設(shè)備僅僅支持rtu模式，8

4、位資料位，無(wú)校驗(yàn)位，1位停止位。 2.3 modbus包裹結(jié)構(gòu)描述 每個(gè)modbus包裹都由以下幾個(gè)部分組成： 1） 地址域 2） 功能碼域 3） 數(shù)據(jù)域 4） 校驗(yàn)域 2.3.1 地址域 modbus的從站地址域長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，包含包裹傳送的從站地址。有效的從站地址范圍從1247。從站如果接收到一幀從站地址域信息與自身地址相符合的包裹時(shí)，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行包裹中所包含的命令。從站所響應(yīng)的包裹中該域?yàn)樽陨淼刂贰?因?yàn)轱@示模塊將可以和任何地址的控制器連接通訊，在顯示模塊發(fā)送的請(qǐng)求幀中地址域特定為1。 2.3.2 功能碼域 modbus包裹中功能域長(zhǎng)度為一個(gè)字節(jié)，用以通知從站應(yīng)當(dāng)執(zhí)行何操作。從站響應(yīng)包裹中應(yīng)

5、當(dāng)包含主站所請(qǐng)求操作的相同功能域字節(jié)。有關(guān)設(shè)備的功能碼參照下表。 功能碼 含義 功能 0x01 讀取寄存器 獲得邏輯線圈寄存器的值0x03 讀取寄存器 獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寄存器、設(shè)備參數(shù)寄存器、保護(hù)整定參數(shù)寄存器、soe記錄寄存器、操作記錄寄存器的值0x04 讀取寄存器 獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寄存器、設(shè)備參數(shù)寄存器、保護(hù)整定參數(shù)寄存器、soe記錄寄存器、操作記錄寄存器的值0x05 設(shè)置寄存器 設(shè)置邏輯線圈寄存器的值0x10 設(shè)置寄存器 設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寄存器中的時(shí)間寄存器的值，修改設(shè)備參數(shù)寄存器和保護(hù)整定參數(shù)寄存器的值2.3.3 數(shù)據(jù)域 modbus數(shù)據(jù)域長(zhǎng)度不定，依據(jù)其具體功能而定。modbus數(shù)據(jù)域采用big

6、 indian模式，即是高位字節(jié)在前，低位字節(jié)在后。舉例如下： example 2.1 1個(gè)16位寄存器包含數(shù)值為0x12ab，寄存器數(shù)值發(fā)送順序： 高位字節(jié) = 0x12 低位字節(jié) = 0x0ab 2.3.4 校驗(yàn)域 modbus-rtu模式采用16位crc校驗(yàn)。發(fā)送設(shè)備應(yīng)當(dāng)對(duì)包裹中的每一個(gè)資料都進(jìn)行crc16計(jì)算，最后結(jié)果存放入檢驗(yàn)域中。接收設(shè)備也應(yīng)當(dāng)對(duì)包裹中的每一個(gè)資料（除校驗(yàn)域以外）進(jìn)行crc16計(jì)算，將結(jié)果域校驗(yàn)域進(jìn)行比較。只有相同的包裹才可以被接受。具體的crc校驗(yàn)算法參照附錄。 2.4 網(wǎng)絡(luò)時(shí)間考慮 在rs485網(wǎng)絡(luò)上傳送包裹需要遵循以下有關(guān)時(shí)間的規(guī)定： 1） 主站請(qǐng)求包裹結(jié)束到

7、從站響應(yīng)包裹開(kāi)始之間的時(shí)間最小為0毫秒，最大為250毫秒，典型值為60毫秒； 2） 從站響應(yīng)包裹結(jié)束到主站下一請(qǐng)求包裹開(kāi)始之間的時(shí)間典型值為100毫秒； 3） 包裹中相鄰兩個(gè)字節(jié)之間的最大時(shí)間依據(jù)通訊波特率不同而不同，一般來(lái)說(shuō)最大字節(jié)時(shí)間為3倍的字節(jié)發(fā)送時(shí)間（例如9600波特率下，字節(jié)間隔為3毫秒；4800波特率時(shí)，字節(jié)間隔為6毫秒）。 第三章 通訊包裹 modbus支持兩種功能碼，標(biāo)準(zhǔn)的modbus協(xié)議僅支持16位資料模式，也就說(shuō)傳輸任何測(cè)量值最大為65535。 3.1節(jié)將描述繼電器控制的命令。 3.2節(jié)將說(shuō)明設(shè)備的讀數(shù)據(jù)包裹和響應(yīng)包裹的格式。 3.3節(jié)將說(shuō)明設(shè)備寫(xiě)資料包裹和響應(yīng)包裹的格式。

8、 3.1 讀寄存器由主站機(jī)發(fā)送的包裹請(qǐng)求設(shè)備響應(yīng)所有有效的寄存器,保留寄存器內(nèi)容為0。 讀寄存器包裹格式（主機(jī)設(shè)備） 響應(yīng)格式（設(shè)備主機(jī)）從站地址 1字節(jié) 從站地址 1字節(jié)功能碼 1字節(jié) 功能碼 1字節(jié)開(kāi)始地址 2字節(jié) 字節(jié)數(shù)（2*寄存器數(shù)目）1字節(jié)寄存器個(gè)數(shù) 2字節(jié) 第一個(gè)寄存器資料 2字節(jié)crc校驗(yàn)碼 2字節(jié) 第二個(gè)寄存器資料 2字節(jié) crc校驗(yàn)碼 2字節(jié)3.2 寫(xiě)寄存器寫(xiě)寄存器包裹格式（主機(jī)設(shè)備） 響應(yīng)格式（設(shè)備主機(jī)）從站地址 1字節(jié) 從站地址 1字節(jié)功能碼 1字節(jié) 功能碼 1字節(jié)開(kāi)始地址 2字節(jié) 開(kāi)始地址 2字節(jié)寄存器個(gè)數(shù) 2字節(jié) 寄存器個(gè)數(shù) 2字節(jié)字節(jié)數(shù)（2*寄存器數(shù)目）1字節(jié) cr

9、c校驗(yàn)碼 2字節(jié)第一個(gè)寄存器資料 2字節(jié)第二個(gè)寄存器資料 2字節(jié) crc校驗(yàn)碼 2字節(jié) 注意： 設(shè)備假定寫(xiě)入的寄存器從第一個(gè)寄存器開(kāi)始是連續(xù)的； 第四章 計(jì)算crc-16 該部分將描述計(jì)算的過(guò)程。在幀中的有關(guān)的字節(jié)被義為是一串進(jìn)制數(shù)據(jù)（，）。第位校驗(yàn)和是這樣得到的：該串?dāng)?shù)據(jù)流被乘，然后除以發(fā)生器多項(xiàng)式（16 15 2 ），該式以進(jìn)制表示為。商被忽略，位的余數(shù)就是的值，在計(jì)算值時(shí)，全部算術(shù)運(yùn)算用modulo two或者異或（x0r）算法。 按照下列步驟產(chǎn)生crc-16的校驗(yàn)和： 1）省略發(fā)生器最有意義的位，并且把位的順序顛倒過(guò)來(lái)。形成一個(gè)新的多項(xiàng)式，結(jié)果是 1010000000000001或者1

10、6進(jìn)制的a001。 2）將全部1或者16進(jìn)制ffff裝入16位寄存器。 3）用16位寄存器中低階字節(jié)對(duì)第一個(gè)資料字節(jié)進(jìn)行xor運(yùn)算，把結(jié)果存入16位寄存器。 4）把16位寄存器向右移一位。如果溢出位為1，則轉(zhuǎn)向第5步驟，否則轉(zhuǎn)向第6步驟。 5）用新的發(fā)生器多項(xiàng)式對(duì)16位寄存器執(zhí)行mor運(yùn)算，并且把結(jié)果存入16步驟。 6）重復(fù)步驟4，直到移位元8次為止。 7）用16位寄存器的低階字節(jié)對(duì)下一個(gè)資料字節(jié)進(jìn)行xor運(yùn)算，將結(jié)果存入16位寄存器。 8）重復(fù)步驟4-7，直到小包的所有字節(jié)都已經(jīng)用16位寄存器執(zhí)行了xor運(yùn)算為止。 9）16位寄存器的內(nèi)容就是crc-16。第五章 設(shè)備寄存器說(shuō)明5.1 遙控信

11、息寄存器寄存器號(hào) 屬性 定義 備注 00000rw 高壓側(cè)合閘命令00001 rw 備用00002 rw 高壓側(cè)分閘命令00003 rw 低壓側(cè)合閘命令00004 rw 低壓側(cè)分閘命令00005 rw 00006 rw 00007 rw 備用00008 rw 備用00009 rw 備用00010 rw 備用00011 rw 復(fù)歸命令00012 rw 備用00013 rw 第二組低壓側(cè)合閘命令 針對(duì)光伏，風(fēng)電不適用00014 rw 第二組低壓側(cè)分閘命令00015 rw 備用5.2 遙測(cè)信息寄存器寄存器號(hào) 屬性 定義 系數(shù)單位備注 0000 ro uan10v均為電壓電流的二次側(cè)值，若要顯示一次側(cè)

12、值，可乘上相應(yīng)的pt和ct變比值。0001 ro ubn 10v0002 ro ucn 10v0003 ro uab 10v0004 ro ubc 10v0005 ro uca10v0006 ro ia1000a0007 ro ib 1000a0008 ro ic1000a0009 ro 3i01000a0010 ro 頻率100hz0011 ro 有功功率 10w0012 ro 備用 10013 ro 無(wú)功功率 10w0014 ro 備用10015 ro 功率因數(shù)10000016 ro 空具體計(jì)算方式見(jiàn)說(shuō)明（1）0017 ro 0018 ro 0019ro 0020 ro 直流量輸入1100

13、0021 ro 直流量輸入21000022 ro 直流量輸入31000023- 0027ro 備用 10028 ro pt變比 10029 ro ct變比10030-0031ro空0032rw 年 1時(shí)間寄存器可讀可寫(xiě)，如要修改裝置的時(shí)間值，使用0x10功能碼修改這6個(gè)寄存器的值即可。0033rw 月 10034 rw 日 10035 rw 時(shí) 10036 rw 分 10037 rw 秒 10038rosoeptr1見(jiàn)說(shuō)明（2）0039 ro 邏輯線圈狀態(tài)1遙控信息寄存器的實(shí)際動(dòng)作情況0040 ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)11具體信息參考5.30041ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)210042ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)31004

14、3 ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)410044ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)510045ro 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)610046ro電流擴(kuò)大倍數(shù)10000047ro電壓擴(kuò)大倍數(shù)100048ro第二組uan10針對(duì)光伏，風(fēng)電不適用0049ro第二組ubn100050ro第二組ucn100051ro第二組uab100052ro第二組ubc100053ro第二組uca100054ro第二組ia10000055ro第二組ib10000056ro第二組ic10000057ro第二組io10000058 ro 頻率100hz0059ro型號(hào)后臺(tái)無(wú)需處理0060ro版本號(hào)后臺(tái)無(wú)需處理00610063備用后臺(tái)無(wú)需處理0064 ro 有功功率低字節(jié)1

15、0w針對(duì)光伏，風(fēng)電不適用0065ro 空10w0066ro無(wú)功功率低字節(jié)10w0067ro空10w0068ro 功率因數(shù) 1000w0069ro 空0070ro 0071 ro 0072ro 0073ro第二組pt變比10074ro第二組ct變比100750079ro備用5.3 開(kāi)關(guān)量狀態(tài)寄存器寄存器號(hào) 屬性 定義 備注 0000ro 開(kāi)入1的狀態(tài)/輕瓦斯0001ro 開(kāi)入2的狀態(tài)/重瓦斯0002 ro 開(kāi)入3的狀態(tài)/油溫高告警0003 ro 開(kāi)入4的狀態(tài)/油溫高跳閘0004 ro 開(kāi)入5的狀態(tài)/油位低0005 ro 開(kāi)入6的狀態(tài)/sf6異常0006 ro 開(kāi)入7的狀態(tài)0007 ro 開(kāi)入8的

16、狀態(tài)0008 ro 開(kāi)入9的狀態(tài)0009 ro 開(kāi)入10的狀態(tài)0010 ro 開(kāi)入11的狀態(tài)0011 ro 開(kāi)入12的狀態(tài)0012 ro 開(kāi)入13的狀態(tài)0013 ro 開(kāi)入14的狀態(tài)0014 ro 開(kāi)入15的狀態(tài)0015 ro 開(kāi)入16的狀態(tài)0016 ro 開(kāi)入17的狀態(tài)0017 ro 開(kāi)入18的狀態(tài)0018 ro 開(kāi)入19的狀態(tài)0019 ro 開(kāi)入20的狀態(tài)0020 ro 開(kāi)入21的狀態(tài)開(kāi)入根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇0021 ro 開(kāi)入22的狀態(tài)0022 ro 開(kāi)入23的狀態(tài)0023 ro 開(kāi)入24的狀態(tài)0024 ro 開(kāi)入25的狀態(tài)0025 ro 開(kāi)入26的狀態(tài)0026 ro 開(kāi)入27的狀

17、態(tài)0027ro 開(kāi)入28的狀態(tài)0028 ro 開(kāi)入29的狀態(tài)0029 ro 開(kāi)入30的狀態(tài)0030 ro 開(kāi)入31的狀態(tài)0031 ro 開(kāi)入32的狀態(tài)0032 ro 開(kāi)入33的狀態(tài)0033 ro 開(kāi)入34的狀態(tài)0034ro 開(kāi)入35的狀態(tài)0035 ro 開(kāi)入36的狀態(tài)0036ro裝置異常信號(hào)0037ro備用0038roee出錯(cuò)信號(hào)0039ro參數(shù)出錯(cuò)信號(hào)0040ro備用0041ro保護(hù)跳閘總信號(hào)0042ro保護(hù)告警總信號(hào)0043ro 開(kāi)入37的狀態(tài)0044 ro 開(kāi)入38的狀態(tài)0045ro 開(kāi)入39的狀態(tài)0046 ro 開(kāi)入40的狀態(tài)0047ro 備用0048ro第二組接地保護(hù)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)針對(duì)光伏，風(fēng)電不適用0049ro第二組過(guò)壓保護(hù)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)0050ro第二組低壓保護(hù)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)0051ro第二組過(guò)流i保護(hù)動(dòng)作信號(hào)0052ro第二組過(guò)流ii段保護(hù)動(dòng)作信號(hào)005