[个人用]电磁流量计标准MODBUS通讯协议(版本号： LMAGMODRTUV77)

就是仪表说明书,方便个人查阅的.

L-mag电磁流量计转换器

通讯协议

版本号：LMAGmodRTUv77

2012-10-12

目录

一、概述 - 2 -

二、L-mag网络结构及接线 - 2 -

三、Modbus协议RTU帧格式 - 2 -

四、Modbus协议命令编码定义 - 4 -

五、L-mag电磁流量计MODBUS寄存器定义 - 5 -

1. L-mag电磁流量计MODBUS寄存器地址定义 - 5 -

2.PLC地址设置说明 - 5 -

3.组态王地址设置说明 - 6 -

4．数据含义说明 - 6 -

六、通讯数据解析 - 7 -

1读瞬时流量 - 7 -

2.读瞬时流速： - 8 -

3读累积流量 - 8 -

5.读总量流量单位 - 10 -

6.读报警状态 - 10 -

七、应用举例 - 11 -

1.C语言MODBUS 示例程序 - 11 -

2.modbus调试软件 modbus poll通讯实例 - 13 -

3.modbus调试软件modscan32通讯实例 - 15 -

4.组态王6.53通讯实例 - 17 -

5.力控6.1通讯实例 - 21 -

6.MCGS通讯实例 - 24 -

注：本协议应用举例中例程只提供参考，例程中部分参数与MODBUS寄存器地址定义不符，请以MODBUS寄存器地址定义为准。

一、概述

L-mag电磁流量计具有标准的MODBUS通讯接口，支持波特率1200，2400，4800，9600，19200。通过MODBUS通讯网络，主站可以采集瞬时流量，瞬时流速，累积流量等参数。

L-mag电磁流量计采用的串口参数：1位起始位 8位数据位 1位停止位,无校验。

L-mag电磁流量计的MODBUS通讯接口在物理结构上采用电气隔离方式，隔离电压1500伏,并具有ESD保护，能够克服工业现场的各种干扰，保证通讯网络的可靠运行。

二、L-mag网络结构及接线

L-mag电磁流量计标准MODBUS 通讯网络是总线型网络结构，支持1到99个电磁流量计组网，在网络最远的电磁流量计通常要在通讯线两端并联一个120欧姆的终端匹配电阻，标准通讯连接介质为屏蔽双绞线。

图-1 电磁流量计网络结构

L-mag电磁流量计通讯接线详见电磁流量计使用说明书。

三、Modbus协议RTU帧格式

MODBUS协议是主从通讯方式，每次通讯由主站发起，从站响应主站命令回传数据。

L-mag电磁流量计采用MODBUS RTU格式（十六进制格式），其帧结构如图-2所示。

1.主站命令帧结构

图-2 主站 RTU消息帧

2.从站响应帧结构

图3 从站RTU消息帧

说明：

（1）T1-T2-T3-T4为帧起始或帧结束，MODBUS 协议规定帧起始或帧结束是在帧与帧间延时3.5 char字符的时间实现的，如图-4所示。

图-4 MODBUS 帧间隔

（2）设备地址：电磁流量计的通讯地址，在一个网络中不能有两个相同的地址。

（3）功能码：MODBUS 协议规定的功能码，L-mag电磁流量计采用功能码4读输入寄存器来实现采集数据的。

（4）寄存器地址和寄存器数

主站命令中的参数是从寄存器地址开始的寄存，读寄存器长度的N个寄存器。

（5）从站响应数据

从站响应数据是：字节数和N个数字节数据。

详见MODBUS 协议。

四、Modbus协议命令编码定义

MODBUS功能码定义如表-1所示，L-mag-电磁流量计仅采用04功能码。

表 -1

五、L-mag电磁流量计MODBUS寄存器定义

1. L-mag电磁流量计MODBUS寄存器地址定义 表 -2

2.PLC地址设置说明

PLC设置时如果没有功能码设置项时，使用功能04应在寄存器地址前面加3。另PLC寄存器地址的基址是从1开始，所以PLC设置寄存器地址时应在原地址上加1.

例：

L-mag电磁流量计MODBUS寄存器地址为4112（0x1010），MODBUS功能码为4时，PLC寄存器地址为34113。

详细设置见应用举例章节2.

3.组态王地址设置说明

组态王设置时没有功能码设置项，不同的驱动设置方法不同。

以PLC-莫迪康-modbus（RTU）驱动为例，使用功能04应在寄存器地址前面加8。另组态王寄存器地址的基址是从1开始，所以组态王设置寄存器地址时应在原地址上加1.

L-mag电磁流量计MODBUS寄存器地址为4112（0x1010），MODBUS功能码为4时，组态王寄存器地址为84113。

详细设置见应用举例章节4.

4．数据含义说明

（1）浮点格式：

L-mag电磁流量计 MODBUS 采用 IEEE754 32位浮点数格式，其结构如下：(以瞬时流量为例)

S－尾数的符号；1＝负数,0 = 正数;

E－指数；与十进制数127的差值表示。

M－尾数；低23位，小数部分。

当E不全”0”时,且不全”1时浮点数与十进制数转换公式：

（2）瞬时流量单位

表 3

（3）累积总量单位

表 4(适用于B型及511型电磁流量计转换器)

表 5(适用于C型电磁流量计转换器)

（4）报警

上限报警，下限报警，空管报警，系统报警表示：

0-----不报警；1----报警

六、通讯数据解析

瞬时流量，瞬时流速，流量百分比，流体电导比，正反向累积量小数部分以浮点数的格式传输。正反向累积量的整数部分以长整型数传输。

1读瞬时流量

主站发送命令(十六进制)

主站接收到数据：

浮点数 C4 1C 60 00

1100 0100 0001 1100 0110 0000 0000 0000

浮点数字节1 浮点数字节2 浮点数字节3 浮点数字节4

S=1: 尾数符号为1表示是负数。

E = 10001000: 指数为 136

M= 001 1100 0110 0000 0000 0000，尾数为

= -625.5

2.读瞬时流速：

主站发送命令：

主站接收数据：

浮点数为： C1 B0 80 00

1100 0001 1011 0000 1111 1000 0000 0000

S = 1

E = 10000011

M = 011 0000 1111 1000 0000 0000

= - 22.0625

3读累积流量

为了能够完全表达电磁流量计的9位累积值，所以把累积流量的整数和小数部分分别表达。整数部分用长整型变量，小数部分使用浮点数。

累积流量为1587m3

主站发送采集累积流量整数值命令：

主站接收到数据：

累积流量的整数部分为 = 28785

主站发送采集累积流量小数值命令

主站接收到数据：

浮点数为： 3F 00 00 00

0011 1111 0000 0000 0000 0000 0000 0000

S = 0

E = 0111111 126

M = 000 0000 0000 0000 0000 0000

= 0.5

4读瞬时流量单位

主站发送读瞬时流量单位8个字节命令：

主站接收到从站回传7个字节数据：

根据表3查得：流量单位为M3/H

5.读总量流量单位

主站发送读瞬时流量单位8个字节命令：

主站接收到从站回传7个字节数据：

B型及511型根据表4查得：流量单位为M3

C型 根据表5查得：流量单位为L

6.读报警状态

主站发送读报警8个字节命令：

主站接收到从站回传7个字节数据：

状态为1 表示空管是报警状态。

其他报警依次类推。

七、应用举例

1.C语言MODBUS 示例程序

(1).CRC16算法：
INT16U CRC16(INT8U *puchMsg, INT16U usDataLen)
{
   INT8U uchCRCHi = 0xFF;               /* 高CRC字节初始化 */
   INT8U uchCRCLo = 0xFF;               /* 低CRC 字节初始化 */
   INT8U uIndex;                        /* CRC循环中的索引 */
   while (usDataLen--)                  /* 传输消息缓冲区 */
   { 
      uIndex = uchCRCHi ^ *puchMsg++;   /* 计算CRC */
      uchCRCHi = uchCRCLo ^ auchCRCHi[uIndex];
      uchCRCLo = auchCRCLo[uIndex];
   }
   return (uchCRCHi << 8 | uchCRCLo);
}


（2）发送命令程序
本例程以Mag64为核心CPU
void Read_InPut(INT8U Addr,INT16U Start,INT16U Len)
{
   INT16U CRC;
   SendBuffer_485[0]=Addr;                  //设备地址
   SendBuffer_485[1]=0x04;                  //modbus功能码
   SendBuffer_485[2]=Start/256;             //Start为寄存器地址
   SendBuffer_485[3]=Start%256;
   SendBuffer_485[4]=Len/256;               //Len为读取寄存器长度
   SendBuffer_485[5]=Len%256;
   CRC=CRC16(SendBuffer_485,6);
   SendBuffer_485[6]=CRC/256;               //CRC校验高位
   SendBuffer_485[7]=CRC%256;               //CRC校验低位
   R485_OUT;                                //使能RS485发送
   SendLen_485=8;
   SendNum_485=0;
   CloseINT0();                            //关闭串口接受中断
   UCSR0B |= BIT(UDRIE0);                  //打开串口发送中断
}

（3）返回数据解析（只以瞬时流量为例）

数据接收使用串口中断，ReceivedBuffer_485为接收数据组，ReceivedNum_485为接收到数据长度，ReceivedFlag_485接收到数据标志。函数float Datasum(INT8U BYTE1, INT8U BYTE2, INT8U BYTE3, INT8U BYTE4)把浮点数的4个字节转换为1个浮点数。

float Datasum(INT8U FloatByte1, INT8U FloatByte2, INT8U FloatByte3, INT8U FloatByte4)
{  
 float aa;
 union IntTOFP
   {       
      FP32       F32;
      INT8U      T8[4];
   };
   union IntTOFP aa;
  aa.T8[0] = FloatByte1;                     
aa.T8[1] = FloatByte2;
aa.T8[2] = FloatByte3;
aa.T8[3] = FloatByte4;
 return aa;
}
void Read_Lmag(INT8U Ad)
{
   INT8U  i,j;
   INT8U  Num1[10],BIT;
   INT16U CRC1,CRC2;
   FP32  Flow;                                 //aaa为瞬时流量数值
   ReceivedFlag_485=1;
   Open_Time1_Ms5(20);
   Read_InPut(Ad,0x1010,2);                   //发送设备地址、寄存器地址、寄存器长度
   while(ReceivedFlag_485);                   //等待接收结束
   if((ReceivedNum_485==9)&&(ReceivedBuffer_485[0]==Ad))    // 判断数据是否正确
   {
      CRC1=CRC16(ReceivedBuffer_485,7);                
      CRC2=ReceivedBuffer_485[7]*256+ReceivedBuffer_485[8];
      if(CRC1==CRC2)
      {// 转换数据为浮点数
Flow = Datasum(ReceivedBuffer_485[6], ReceivedBuffer_485[5], ReceivedBuffer_485[4] ,ReceivedBuffer_485[3])；
       }
}
}

2.modbus调试软件 modbus poll通讯实例

以从站地址为1，波特率9600,读取所有实时数据为例设置方法如下:

按照表2所示：起始寄存器地址4113 寄存器个数为22

1. 设置采集命令包括设备地址（1）、MODBUS功能码（04）、寄存器地址（4113）、寄存器长度（2）、采集间隔（1000）。

2.设置串口数据

根据L-mag电磁流量计串口格式(1位起始位 8位数据位 1位停止位,无校验)设置如下图：

3.设置数据显示格式

4.通讯成功界面

3.modbus调试软件modscan32通讯实例

以从站地址为1，波特率9600,读取所有实时数据为例设置方法如下:

按照表2所示：起始寄存器地址4113 寄存器个数为22

1. 设置采集命令包括设备地址（1）、MODBUS功能码（04）、寄存器地址（4113）、寄存器长度（2）、采集间隔（1000）。

2.设置串口数据

根据L-mag电磁流量计串口格式(1位起始位 8位数据位 1位停止位,无校验)设置如下图：

3.设置数据显示方式

4.通讯成功界面

4.组态王6.53通讯实例

第一步：

创建组态王工程,点击新建弹出如下界面，输入工程路径及工程名称。

第二步：打开新建的工程，选择设备栏在COM口下新建标准modbus设备。

组态王设备列表中找到-PLC-莫迪康-modbus（RTU）(L-mag电磁流量计借助莫迪康PLCmodbus（RTU）驱动)。

按照电磁流量计中的地址设置设备地址。下图以地址1为例：

第三步：双击设备中的COM设置串口参数

L-mag电磁流量计串口参数：波特率与电磁流量计中设置相同、1位起始位、 8位数据位、 1位停止位、无校验。下图以波特率9600为例：

第四步：点击数据词典添加L-mag数据变量

根据组态王驱动说明莫迪康-modbus（RTU）变量名称、寄存器地址和数据格式见下表：

注意：因电磁流量计数据存储格式的原因，在组态王添加变量时必须添加数据转换寄存器，否则通讯数据显示不正常。

第五步：创建窗口界面并建立数据链接。

第六步：保存工程并运行工程

5.力控6.1通讯实例

说明使用方法

第一步：

创建一个工程输入工程名称及工程路径。

第二步：添加设备

IO口设备组态选择IO设备-modbus-标准modbus-modbus（RTU串口）

点击高级选项选择串口并设置串口参数（9600，8为数据位、1位停止位、无校验）

设置数据显示格式

第三步：数据库组态

设置数据格式及地址偏移

数据举例

第四步：

创建窗口并连接变量

第五步：

运行工程

6.MCGS通讯实例

说明使用方法

第一步：

创建一个工程，出现如下界面，选择设备窗口，双击。

选择设备工具箱，点击设备管理，把通用串口父设备和标准MODBUSRTU设备添加到工程。

选择通用串口父设备0属性和设备0属性，进行如下设置。

设备地址为1,32位浮点数解码顺序0-1234，校验方式0-LH[低字节，高字节]。选择设置内部属性。

点击添加通道，出现如下界面。

选择通道连接

选择设备调试