MPU_300MODBUS通讯协议_V20.pdf

MPU-300低压电动机保护控制器低压电动机保护控制器 MODBUS串行通信协议 Ver2.0 北京思瑞科技发展有限公司北京思瑞科技发展有限公司（本公司保留修改说明书而不另行通知的权利）（本公司保留修改说明书而不另行通知的权利）MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 第一章 简 介 通信协议详细地描述了MODBUS通讯模式下的输入和输出命令、信息和资料，以便第三方使用和开发。11 串行通讯协议的目的 通信协议的作用使信息和资料在上位机（主站）和设备之间有效地传递，它包括：1）允许主站访问和设定所接设备的全部设置参数；2）允许访问设备的所有测量资料和事件纪录。12 MODBUS通讯协议的版本 该通讯协议适用于本公司已经出厂的所有各种版本的设备仪表，对于日后的系列若有改动会加以特别说明。第二章 MODBUS 串行通信协议详细说明 21MODBUS协议基本规则 以下规则确定在RS485（或者RS232C）回路控制器和其它RS485串行通信回路中设备的通信规则：1）所有RS485回路通信应遵照主/从方式。在这种方式下，信息和资料在单个主站和最多32个从站（监控设备）之间传递；2）主站将初始化和控制所有在RS485通信回路上传递的信息；3）无论如何都不能从一个从站开始通信；4）所有RS485环路上的通信都以“打包”方式发生。一个包裹就是一个简单的字符串（每个字符串8位），一个包裹中最多可含255个字节。组成这个包裹的字节构成标准异步串行资料，并按8位资料位，1位停止位，无校验位的方式传递。串行数据流由类似于RS232C中使用的设备产生；5）主站发送包裹称为请求，从站发送包裹称为响应；6）任何情况从站只能响应主站一个请求。22 传送模式 MODBUS协议可以采用ASCII或者RTU模式传送资料。此设备仅仅支持RTU模式，8位资料位，无校验位，1位停止位。23 MODBUS包裹结构描述 每个MODBUS包裹都由以下几个部分组成：1）地址域 2）功能码域 3）数据域 4）校验域 231 地址域 MODBUS的从站地址域长度为一个字节，包含包裹传送的从站地址。有效的从站地址范围从1247。从站如果接收到一帧从站地址域信息与自身地址相符合的包裹时，应当执行包裹中所包含的命令。从站所响应的包裹中该域为自身地址。因为显示模块将可以和任何地址的控制器连接通讯，在显示模块发送的请求帧中地址域特定为0。232 功能码域 MODBUS包裹中功能域长度为一个字节，用以通知从站应当执行何操作。从站响应包裹中应当包MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 含主站所请求操作的相同功能域字节。有关设备的功能码参照下表。功能码 含义 功能 0 x03 读取寄存器 获得当前设备内部一个或多个当前寄存器值 0 x10 设置寄存器 将指定数值写入设备内部一个或多个寄存器内 233 数据域 MODBUS数据域长度不定，依据其具体功能而定。MODBUS数据域采用”BIG INDIAN”模式，即是高位字节在前，低位字节在后。举例如下：Example 2.1 1个16位寄存器包含数值为0 x12AB，寄存器数值发送顺序为：高位字节=0 x12 低位字节=0 x0AB 234 校验域 MODBUS-RTU模式采用16位CRC校验。发送设备应当对包裹中的每一个资料都进行CRC16计算，最后结果存放入检验域中。接收设备也应当对包裹中的每一个资料（除校验域以外）进行CRC16计算，将结果域校验域进行比较。只有相同的包裹才可以被接受。具体的CRC校验算法参照附录。24 网络时间考虑 在RS485网络上传送包裹需要遵循以下有关时间的规定：1）主站请求包裹结束到从站响应包裹开始之间的时间最小为20毫秒，最大为250毫秒，典型值为60毫秒；2）从站响应包裹结束到主站下一请求包裹开始之间的时间典型值为100毫秒；3）包裹中相邻两个字节之间的最大时间依据通讯波特率不同而不同，一般来说最大字节时间为3倍的字节发送时间（例如9600波特率下，字节间隔为3毫秒；4800波特率时，字节间隔为6毫秒）。第三章 通 讯 包 裹 MODBUS支持两种功能码，标准的MODBUS协议仅支持16位资料模式，也就说传输任何测量值最大为65535。3.1节将描述继电器控制的命令。3.2节将说明设备的读数据包裹和响应包裹的格式。3.3节将说明设备写资料包裹和响应包裹的格式。31 读寄存器（功能码03）由主站机发送的包裹请求设备响应所有有效的寄存器,保留寄存器内容为0。读寄存器包裹格式（主机设备）响应格式（设备主机）从站地址 1字节 从站地址 1字节 功能码03H 1字节 功能码03H 1字节 开始地址 2字节 字节数（2*寄存器数目）1字节 寄存器个数 2字节 第一个寄存器资料 2字节 CRC校验码 2字节 第二个寄存器资料 2字节 CRC校验码 2字节 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 32 写寄存器（功能码16）该命令允许主站配置设备工作参数，以下为资料格式：写寄存器包裹格式（主机设备）响应格式（设备主机）从站地址 1字节 从站地址 1字节 功能码10H 1字节 功能码10H 1字节 开始地址 2字节 开始地址 2字节 寄存器个数 2字节 寄存器个数 2字节 字节个数（2*寄存器个数）1字节 CRC校验码 2字节 第一个寄存器资料 第二个寄存器资料 .CRC校验码 2字节 注意：设备设备假定写入的寄存器从第一个寄存器开始是连续的；第四章 计算CRC-16 该部分将描述计算的过程。在帧中的有关的字节被义为是一串进制数据（，）。第位校验和是这样得到的：该串数据流被乘，然后除以发生器多项式（），该式以进制表示为。商被忽略，位的余数就是的值，在计算值时，全部算术运算用modulo two或者异或（X0R）算法。按照下列步骤产生CRC-16的校验和：1）省略发生器最有意义的位，并且把位的顺序颠倒过来。形成一个新的多项式，结果是1010000000000001或者16进制的A001。2）将全部1或者16进制FFFF装入16位寄存器。3）用16位寄存器中低阶字节对第一个资料字节进行XOR运算，把结果存入16位寄存器。4）把16位寄存器向右移一位。如果溢出位为1，则转向第5步骤，否则转向第6步骤。5）用新的发生器多项式对16位寄存器执行MOR运算，并且把结果存入16步骤。6）重复步骤4，直到移位元8次为止。7）用16位寄存器的第阶字节对下一个资料字节进行XOR运算，将结果存入16位寄存器。8）重复步骤4-7，直到小包的所有字节都已经用16位寄存器执行了XOR运算为止。9）16位寄存器的内容就是CRC-16 第五章 设备设备寄存器说明 所有的设备寄存器（包括实时寄存器和设置寄存器），在MODBUS通讯协议时都具有4XXXX的基址。根据MODBUS协议，请求设备中一个地址为4XXXX的寄存器时，主站实际读取为XXXX-1。例如，请求设备中40011寄存器，主站实际寄存器号为10。51实时数据寄存器 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 寄存器号 属性 定义 备注 40001 RO 电动机运行时间低字 基本 40002 RO 电动机运行时间高字 基本 40003 RO 电动机运行模式 基本 40004 RO 电动机控制权限 基本 40005 RO 电动机运行状态 基本 40006 RO 电动机报警信息 基本 40007 RO 电动机保护信息 基本 40008 RO 电动机停车原因 基本 40009 RO 电动机诊断信息 40010 RO A 相电流 基本 40011 RO B 相电流 基本 40012 RO C 相电流 基本 40013 RO 接地或漏电电流 基本 40014 RO 电流不平衡率 基本 40015 RO 开关量状态（高八位为扩展开关量）基本 40016 RO 继电器状态 基本 40017 RO 热容量 基本 40018 RO PTC/NTC 扩展 40019 RO AB线电压 扩展 40020 RO BC线电压 扩展 40021 RO CA线电压 扩展 40022 RO 频率 扩展 40023 RO 功率因子 扩展 40024 RO 三相有功功率 扩展 40025 RO 三相无功功率 扩展 40026 RO 电机运行总时长（低字）扩展 40027 RO 电机运行总时长（高字）扩展 40028 RO 电机停车总时长（低字）扩展 40029 RO 电机停车总时长（高字）扩展 40030 RO 总停车次数 扩展 40031 RO 总跳闸次数 扩展 40032 RO 有功电度（低字）扩展 40033 RO 有功电度（高字）扩展 注释：设备作测量用时，只读取电流、电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率。511 电动机运行时间 该寄存器说明自保护模块通电开始，电动机启动和运行时间长度，这是一个32位的资料，时间单位为秒。512 电动机运行模式 该寄存器反映电动机的运行模式，定义如下表所示：MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 数值 电动机运行模式 0 保护模式 1 直接启动模式 2 双向启动模式 3 星三角启动模式 4 星三角启动模式3继电器开环 5 星三角启动模式3继电器死循环 6 自耦变压器启动模式 7 自耦变压器启动模式3继电器开环 8 自耦变压器启动模式3继电器死循环 9 保留 其它 保留 513 电动机控制权限 该寄存器反映电动机控制的权限归属，定义如下表所示：数值 电动机控制权限 0 本地显示 1 远程I/O控制 2 远程通讯控制 其它 保留 514 电动机运行状态 该寄存器反映电动机的运行状态，定义如下表所示：数值 电动机运行状态 0 就绪 1 启动 2 运行 3 冷却 4 停机 其它 保留 515 电动机报警信息和保护信息 该寄存器反映电动机的报警或保护信息，定义如下表所示，0表示无效，1表示有效：MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 Bit位 电动机报警或保护 0 启动超时 1 过载 2 过流堵转 3 缺相 4 不平衡 5 接地/漏电 6 短路 7 欠载 8 过热 9 过压 10 欠压 11 保留 12 欠功率因子 13 保留 14 tE时间保护 其它 保留 516 电动机停车原因 该寄存器记录电动机的停车原因，定义如下表所示：数值 电动机停车原因 0 本地 1 远程I/O 2 远程通讯 3 启动超时 4 过载 5 过流堵转 6 缺相 7 不平衡 8 接地/漏电 9 短路 10 欠载 11 过热 12 过压 13 欠压 14 保留 15 欠功率因子 16 保留 17 外部操作停车 18 失电停车 19 tE时间保护 517 电动机诊断信息 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 该寄存器记录电动机的诊断信息，定义如下表所示，比特位为0表示无效，1表示有效：Bit位 信息 0 接线错误 1 相序错误 2 失电停车 518 电动机电流 该寄存器反映测量电流数值。用户可以选择通讯数据类型：真有效值、百分比。选择真有效值时：实际电流=通讯数值/10,单位为安培。例如：当前寄存器资料为120，那么实际测量电流为12.0A。选择百分比时：实际电流=通讯数值*电动机额定电流/1000；例如：当前寄存器资料为800，电动机额定电流参数为15A，那么实际测量电流为12A。519 开关量状态 该寄存器低字节反映保护器本体开关量状态，高字节反映扩张开关里状态。比特位为0表示打开，1表示闭合。Bit位 开关量 0 DI1 1 DI2 2 DI3 3 DI4 4 DI5 5 DI6 6 DI7 7 DI8 8 DI9 9 DI10 10 DI11 11 DI12 12 DI13 13 DI14 14 DI15 15 DI16 5110 继电器状态 该寄存器反映保护其本体继电器的状态，比特位为0表示打开，1表示闭合。Bit 继电器 0 DO1 1 DO2 2 DO3 3 DO4 5111 热容量 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 该寄存器反映当前电动的热容参数，实际的有效值为该寄存器数值除以1000。例如：当前数值为352，则实际热容为35.2%5112 PTC/NTC 该寄存器反映测量的热电阻数值，只有当保护模块配置了PTC/NTC信道，方才有效。实际的电阻值为该寄存器数值除以10，单位为千欧。例如：当前数值为102，则实际阻值为10.2千欧 5113 电动机电压 该寄存器反映测量电压数值，用户可以选择通讯数据类型：真有效值、百分比。选择真有效值时：实际电压=通讯数值/10,单位为伏特。例如：当前寄存器资料为3800，那么实际测量电压为380.0V。选择百分比时：实际电压=通讯数值*电动机额定电压/1000；例如：当前寄存器资料为900，电动机额定电压380V，那么实际测量电压为342V。5114 电压频率 该寄存器反映测量频率值，只有在保护模块配置了电压信道，方才有效。该寄存器的系数为0.01，单位为赫兹。5115 功率因子 该寄存器反映测量功率因子值，只有在保护模块配置了电压信道，方才有效。该寄存器的系数为0.001。5116 电动机有功和无功功率 该寄存器反映测量功率数值，用户可以选择通讯数据类型：真有效值、百分比。选择真有效值时：实际功率=通讯数值/100,单位为KW，Kvar。选择百分比时：实际功率=通讯数值*电动机额定电压*电动机额定电流/1000。52 设备参数寄存器 寄存器号 属性 定义 数值范围 40101 R/W 电动机额定工作电压 1 999V 40102 R/W 电动机额定工作电流 0.1 499.9A 40103 R/W 外部电流互感器变比 1-999 40104 R/W 漏电互感器一次侧电流 1 4999mA 40105 R/W 接触器最大分断电流 60 100(系数0.1)40106 R/W 接地/漏电保护选择 0：内部向量计算 1：外部漏电信道 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 40107 R/W 电动机运行模式 0：保护模式 1：直接启动模式 2：双向启动模式 3：星三角启动模式 4：星三角启动3继电器开环模式 5：星三角启动3继电器死循环模式 6：自耦变压器启动模式 7：自耦变压器启动3继电器开环模式 8：自耦变压器启动3继电器死循环模式 9：软启动模式 40108 R/W 电动机控制权限 0：本地显示（可读/不可写）1：远程I/O控制 2：远程通讯控制 40109 R/W 保护模块通讯地址 1 247 40110 R/W 保护模块通讯波特率 0：2400 1：4800 2：9600 3：19200 40111 R/W 保留 保留 40112 R/W 保留 保留 40113 R/W 保留 保留 40114 R/W 保留 保留 40115 R/W 模拟量输出对象 0：不使能输出 1：A相电流 2：B相电流 3：C相电流 4：接地/漏电电流 5：不平衡率 6：AB线电压 7：BC线电压 8：CA线电压 40116 R/W 模拟量输出因子 1-10 40117 R/W 通讯数值类型配置字 真有效/百分比值切换。0：真有效值 1：百分比 40118 R/W 系统配置字 50HZ,60HZ 系统切换。0：50HZ系统 1：60HZ系统 40119 R/W 接线检查配置字 0：禁止；1：启用 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 40120 RO 硬件信息字 Bit0Bit2:额定电流配置位；Bit3Bit4:额定电压配置位；Bit5:漏电配置位；Bit6:热敏电阻配置位；Bit7:模拟量配置位；Bit8:统计信息配置位；Bit 9:SOE配置位；Bit 10:欠压重启动配置位 40121 RO 保护信息字 Bit 0:欠载保护；Bit 1:温度保护 Bit 2:过压保护 Bit 3:欠压保护 Bit 4:保留 Bit 5:欠功率因子保护 Bit 6:相序保护 Bit 7:tE时间保护 40122 RO 保留 40123 RO 保留 40124 RO 软件版本号 40125 RO 设备序列号 40126 WO 清除电度 800：清除 521 外部电流互感器变比 该参数用于说明外部电流互感器一次侧与二次侧的比值，如果外部没有采用电流互感器，则变比为1。522 接触器最大分断电流 该参数用以说明主回路中接触器最大可分断电流的能力，保护模块在保护动作时会判断当前故障电流是否超过此限值，如果超过，则不能去分断接触器。该参数为额定电流的倍数关系，分辨率为0.1。53 保护整定参数寄存器 寄存器号 属性 定义 数值范围 40201 R/W 启动超时判断时间 2-60 40202 R/W 超时保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40203 R/W 过载保护K系数 0-15 40204 R/W 过载保护冷热曲线比 20-99 40205 R/W 过载保护冷却时间 5-1000 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 40206 R/W 过载保护复位状态 0：手动 1：自动 40207 R/W 过载保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40208 R/W 过流堵转保护动作值 100 600 40209 R/W 过流堵转保护延时时间 5-600 40210 R/W 过流堵转保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40211 R/W 缺相保护延时时间 1-250 40212 R/W 缺相保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40213 R/W 电流不平衡保护动作值 20 60 40214 R/W 电流不平衡保护动作时间 5-50 40215 R/W 电流不平衡保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40216 R/W 接地/漏电保护动作值 20-100 40217 R/W 接地/漏电保护延时时间 1-3000 40218 R/W 接地/漏电保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40219 R/W 短路保护动作值 400 最大分断电流 40220 R/W 短路保护延时时间(0.02s)5-250 40221 R/W 短路保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40222 R/W 欠载保护动作值(%)20-100 40223 R/W 欠载保护延时时间(0.1s)5-600 40224 R/W 欠载保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40225 R/W 热电阻保护类型 0：禁止 1：PTC;2：NTC 40226 R/W 热电阻保护动作值 1-300 40227 R/W 热电阻保护返回值 1-300 40228 R/W 热电阻保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40229 R/W 过电压保护动作值 105-150 40230 R/W 过电压保护延时时间 5-600 40231 R/W 过电压保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40232 R/W 欠电压保护动作值 45-95 40233 R/W 欠电压保护延时时间 5-600 40234 R/W 欠电压保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40235 R/W 外部故障跳闸延时时间 5-600 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 40236 R/W 保留 保留 40237 R/W 保留 保留 40238 R/W 保留 保留 40239 R/W 保留 保留 40240 R/W 功率因子保护动作值 30-80 40241 R/W 功率因子保护动作时间 5-600 40242 R/W 功率因子保护动作模式 0：报警 1：跳闸 40243 R/W 相序保护使能 0：禁止 1：启用 40244 R/W tE保护使能 0：禁止 1：启用 531 保护参数数值单位 定义 单位 过载保护K系数 1 过载保护冷热曲线比%过流堵转保护动作值%Ie 电流不平衡保护动作值%接地/漏电保护动作值%Ie或%Is 短路保护动作值%Ie 欠载保护动作值%Ie 热电阻保护动作值 0.1K 热电阻保护返回值 0.1K 过电压保护动作值%Ue 欠电压保护动作值%Ue 功率因子保护动作值 0.01 注：其中Ie,Ue 为电动机额定电流和额定电压。532 保护参数时间单位 定义 单位 启动超时判断时间 1s 过载保护冷却时间 1min 过流堵转保护延时时间 0.1s 缺相保护延时时间 0.02s 电流不平衡保护动作时间 0.1s 接地/漏电保护延时时间 0.02s 短路保护延时时间 0.02s 欠载保护延时时间 0.1s 过电压保护延时时间 0.1s 欠电压保护延时时间 0.1s 功率因子保护动作时间 0.1s MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 54 控制寄存器 寄存器号 属性 定义 数值范围 40301 WO 保护模块控制指令 1 启动A 2 启动B 4 停车 8 复位 55 故障记录寄存器 寄存器号 属性 定义 说明 40401 40408 RO 最近第一次停车记录 0：停车原因 1：保留 2：年 3：月 4：日 5：时 6：分 7：秒 40409 40416 RO 最近第二次停车记录 40417 40424 RO 最近第三次停车记录 40425 40432 RO 最近第四次停车记录 40433 40440 RO 最近第五次停车记录 40441 40448 RO 最近第六次停车记录 40449 40456 RO 最近第七次停车记录 40457 40464 RO 最近第八次停车记录 551 停车原因 有关该信息字的定义与516定义一致，可以参照。56 时钟寄存器 寄存器号 属性 定义 数值范围 40501 R/W 年 00-99 40502 R/W 月 1 12 40503 R/W 日 1 31 40504 R/W 时 0 23 40505 R/W 分 0 59 40506 R/W 秒 0 59 57 欠压重启动功能寄存器 MPU-300 低压电动机微机保护控制器 思瑞科技有限公司 寄存器号 属性 定义 说明 40601 R/W 欠压重启动功能使能 0：禁止 1：启用 40602 R/W 重启动电压整定值 75100 40603 R/W 延时重启动失电时间 2100 40604 R/W 延时重启动延时时间 1600 571 重启动整定参数数值单位 定义 单位 重启动电压整定值%Ue 延时重启动失电时间 0.1s 延时重启动延时时间 0.1s 注：其中Ue 为电动机额定电压。