宇电单回路测量控制仪表通讯协议说明v9.1-2022.6.24.docx

宇电AI系列单回路测量控制仪表通讯协议说明（V9.1 版）宇电V9.X版本以上单回路测量控制仪表可支持AIBUS及MODBUS两种通信协议，其中AIBUS由 厦门宇电自动化科技有限公同自主开发，能用简单的指令实现全面的功能，其特点是写参数的同时亦可完 成读功能，因此写参数时不破坏读的循环周期时间，且允许在一个RS485通讯接口上最多连接80台仪表。 而通用的MODBUS协议那么具有更广泛的兼容性，V9.X以上版本MODBUS协议读指令一次最多可读20 个字的数据，其通信效率较本公司以往版本大为提升。V9.X版的新一代AI系列仪表在9600波特率下上位 机访问一台V9.X版仪表的平均时间仅20mS左右，不考虑数据传输时间时，仪表在接收上位机指令后最 大延迟时间仅10mS,平均延迟时间仅23mS,远快于本公司以往版本，可轻松组建大型过程控制系统。 所有V9.X版本的新一代AI仪表允许上位机写入次数均达20亿次以上，确保仪表内部存储器不会因为上 位机频繁写入而损坏，并可利用上位机将仪表组成复杂调节系统。AI系列仪表可以用PC、触摸屏及PLC 作为上位机，市面各种组态软件资源丰富。基与PC的上位机软件广泛采用WINDOWS作为操作环境，不 仅操作直观方便，而且功能强大。最新的工业平板触摸屏的应用，更为工业自动化带来使用简单且功能丰 富价格廉价的选择。这使得采用仪表+上位机结构的测控系统价格大大低于传统DCS系统，其分布式结构 也具有很高的可靠性。除局部新推出型号外,V9.XX版本通信协议在提升性能和功能的同时与本公司V8.XX 通信协议完全保持兼容，客户原有上位机软件无需修改可直接使用。最新的V9.1版本与之前V9.0X版本相比，增加了偶校验模式、S6/S7通信模块地址兼容模式以及参 数写入限制等功能。参数写入限制功能只有当Loc设置为特定值时，才允许修改特定或全部仪表参数，可 减少通信软件编写失误导致仪表工作异常的情形。新的通信协议还支持用EP参数自定义允许连续地址读 写的参数，这让用户可以任意选择多达8个常用参数批量读取，因而使得操作灵活性大为提升。一、接口规格AI系列仪表使用异步串行通讯接口，接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。数据格式为1 个起始位，8位数据，无校验位或偶校验位，1个或2个停止位。通讯传输数据的波特率可调为4800-28800 bps,通常用9600 bps,需要更快刷新率时，也可尝试用19200或28800bps,当通讯距离很长或通讯不 可靠常中新时，可选4800bps。RS485通讯接口通讯距离长达1KM以上（局部实际应用已达34KM）,只需两根线就能使多台Al仪 表与计算机进行通讯。普通计算机可使用RS232/RS485或USB/RS485型通讯接口转换器，将计算机上 的RS232通讯或USB 口转为RS485通讯口。宇电RS232/RS485及USB/RS485转换器具备体积小、 无需初始化而可适应任何软件、无需外接电源、有一定抗雷击能力等优点。按RS485接口的规定，RS485 通讯接口可在一条通讯线路上连接最多32台仪表或计算机。需要联接更多的仪表时，需要中继器，也可选 择采用1/2或1/4负载等芯片的通讯接口来增加可连接仪表的数量。目前生产的AI仪表通讯接口采用低负 载芯片并且一定的防雷击和防静电功能，无需中继器即可连接约60台仪表。AI仪表的RS232及RS485通讯接口采用光电隔离技术符通讯接口与仪表的其他局部线路隔离,当通 讯线路上的某台仪表损坏或故障时，并不会对其它仪表产生影响。同样当仪表的通讯局部损坏或主机发生 故障时，仪表仍能正常进行测量及控制，并可通过仪表键盘对仪表进行操作，工作可靠性很高。当同一网 络上有其他公司也采用主从方式通讯的产品时，如PLC、变频器等，需注意AIBUS协议并不能保证其它 公司产品能否正常工作，通常不应将AI仪表与其它产品混在一个RS485通讯总线上，而应分别使用不同 的通信线路，或采用MODBUS协议。宇电V9.x版本智能仪表采用AFC参数选择协议类型，AFC=AFC.A+AFC.D*8O功能如下表AFC 参数值功能说明AFC 参数值功能说明0标准MODBUS-RTU协议、无校验8标准MODBUS-RTU协议、偶校验1A旧US协议、无校验9AIBUS协议、偶校验2兼容型MODBUS-RTU协议、无校验10兼容型MODBUS-RTU协议、偶校验4标准MODBUS-RTU协议S6/S7地址兼容 模式、无校验12标准MODBUS-RTU协议S6/S7地址兼容 模式、偶校验二、AIBUS协议通讯指令说明本文采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据。AIBUS的通讯指令只有两条，一条为读指令, 一条为写指令，指令的发送字节长度均为8个字节，而接收字节长度均为10个字节，这使得上位机软件 编写容易，但仍能完整地对仪表进行各种操作，指令须连续发送，假设字节长度不对那么仪表不会响应。仪表地址：A旧US协议地址范围为080,一条通讯线路上最多可连接81台AI仪表，仪表的通讯地 址由参数Addr决定。仪表内部采用两个重复的128208 （16进制为80HD0H）之间数值来表示地址代 号，由于在AI仪表内部连续两个128208的数通常不会出现，因此数据与地址不会重复造成冲突。AI仪 表通讯协议规定，地址指令为两个相同的字节，数值为（仪表地址+80H）。例如：仪表参数Addr=10 （16 进制数为OAH, 0A+80H=8AH）,那么该仪表的地址指令为：8AH 8AH参数地址：仪表的参数用1个8位二进制数（一个字节）的参数地址代号来表示。它在指令中表示要 读/写的参数名，各种参数含义见后文表格。校验码：校验码采用16位求和校验方式，其中读指令的校验码计算方法为：要读参数的代号x 256+82（52H）+Addr写指令的校验码计算方法为以下公式做16位二进制加法计算得出的余数（溢出局部不处理）： 要写的参数代号x 256+67（43H）+要写的参数值+Addr返回数据：无论是读还是写，仪表都返回10个字节数据，其中PV、SV及所读参数值均各占2个字节， 代表一个16位二进制有符号补码整数，低位字节在前，高位字节在后，整数无法表示小数点，要求用户在 上位机处理；MV占一个字节，按8位有符号二进制数格式，数值范围+状态位占一个字节，校验码占2个字节，共10个字节。校验码为PV+SV+ （报警状态*256+MV） +参数值+Addr按16位整数 加法相加后得到的余数，溢出数忽略。具体交互命令如下:读参数指令：地址代号LSB地址代号MSB读功能命 令读参数代 号LSBMSB校验和LSB校验和MSB80H+仪表地址80H+仪表地址52H参见参数 代号表00H（固定值）00H（固定值）参见注1注1：校验和二读参数代号*256（100H）+82（52H）+仪表地址如读仪表地址1的上限报警值的命令如下：地址代号LSB地址代号MSB读功能命令读参数代LSBMSB校验和LSB校验和MSB81H81H52H01H00H00H53H01H校验和=1 (01 H)*256(100H)+1(01 H)+82(52H) = 339(153H),因低字节(LSB)在前,高字节(MSB)在后，故上表中为53H, 01 Ho写参数指令地址代号LSB地址代号MSB写功能命令写参数代 当写入值LSB写入值 MSB校验和LSB校验和MSB80H+仪表地址80H+仪表地址43H参见参数 代号表参见注1参见注2注1:需要写入到仪表中的数据，低字节在前，高字节在后。注2：校验和=（写参数代号*256（100H）+67（43H）+仪表地址+写入值）&FFFFH得到的余数如写仪表地址1的给定值为100.0的命令如下：地址代号LSB地址代号MSB写功能命 令写参数代 号写入值LSB写入值MSB校验和LSB校验和MSB81H81H43H00HE8H03H2CH04H校验和=0(00H)*256(100H)+1(01H)+1000(03E8H)+67(43H) = 1068(42CH),因低字节(LSB)在前,高字节 (MSB)在后，故上表中为2CH, 04Ho返回数据：无论是读命令还是写命令，仪表都返回10个字节的数据注1：测量值=（测量值MSB*256）+测值值LSB测量值LSB测量值MSB设定值LSB设定值MSB输出值MV状态字读或写 的参数 值LSB写数SB 或参M 读的值校验和LSB校验和LSB注1注2设定值及读或写的参数值解析方法相同注2、校验和=（测量值+设定值+状态字节*256+输出值MV+读或写的参数值+仪表地址）&FFFFH得到的余 数，当通信数据受干扰时，采集时可将返回值中的校验和与计算的校验和比对，两者相同那么数据那么数据正 常，反之有可能因干扰导致异常。假设仪表地址1的表上此时测量值显示100.0,设定值显示0.0,无报警发生，无输出，读或写设定值为0.0返回的命令如下:测量值LSB测量值MSB设定值LSB设定值MSB输出值 MV状态字 节读或写 的参数 值LSB读或写 的参数 值MSB校验和LSB校验和LSBE8H03H00H00HOOH60H00H00HE9H63H状态字节表示仪表报警和报警继电器状态，其含义如下（位7固定为0）：状念字力含义位。上限报警（HIAL）0:无报警1 ：报警产生位1下限报警（LoAL）0:无报警1 ：报警产生位2正偏差报警（dHAL）0:无报警1 ：报警产生位3负偏差报警（dLAL）0:无报警1：报警产生位4输入超量程报警（orAL）0:无报警1：报警产生位5AL1状态，0为动作位6AL2状态,0为动作三、MODBUS-RTU通信协议指令说明AI系列仪表能支持MODBUS协议下支持03H （读参数及数据）及06H （写单个参数）两条指令。可 与其它MODBUS设备相互通信，为保证速率，AI仪表采用RTU （二进制）模式，波特率应设置为9600bps, 2个停止位，无奇偶校验位，仪表地址范围080。对于03H指令，每次可读取120个数据，每个数据2个字节，例如读2个数据指令如下:仪表地址读指令（功能码）读取参数代号地址读取数据长度校验码XXH03H00H XXH00H 02HCRC06H写指令格式为，举例写SV值为100.0 （参数dPt=1）,那么发送的指令为:仪表地址写指令（功能码）写参数代号地址写数据值校验码XXH06H00H 00H03H E8HCRC仪表返回数据格式遵守标准MODBUS协议，通常用户的组态软件都能自行处理。注意写指令不支持 返回测量值等信息，只返回本身写入的参数值。由于MODBUS协议的本身的限制，使用写指令无法返回 测量值等信息，会导致写入时测量值无法刷新。需要连续写参数时，应采取写一次再交替读一次的方法， 防止连续写入时测量值等信息无法及时刷新。此外假设程序中存在BUG导致通信写指令假设被误调用，可能 导致错误的参数写入仪表，因此程序中应尽量减少写指令的使用，以免使得仪表工作不正常。3、假设需要更高效率的读取大量数据，可以使用本公司的Modbus-AIBUS的通信中继控制及协议转换 器，或使用自带CPU的S6增强型通信模块，详细信息可参阅相关产品使用手册。四、参数代号（寄存器）地址及含义（AIBUS和MODBU-RTU协议相同）AI系列单回路人工智能控制仪表可读/写的参数代号表（S6兼容模式请参考S6模块说明书） （AI-8 系列/AI-6 系歹U/AI-516/516P/526/526P/519/716/716P/719/719P）参数代号参数名称说明00HSP1给定值单位同测量值01HHIAL上限报警单位同测量值02HLoAL下限报警单位同测量值03HdHAL正偏差报警单位同测量值04HdLAL负偏差报警单位同测量值05HAHYS报警回差单位同测量值06HCtrL控制方式0, ONOFF； 1, APID； 2, nPID； 3, PoP; 4, SoP07HP比例带单位同测量值08HI积分时间秒09Hd微分时间0.1秒0AHCtl控制周期0.1秒0BHInP输入规格见使用说明书0CHdPt小数点位置0, 0; 1, 0.0; 2, 0.00, 3, 0.000;如读入的以上数据+128,贝U 表不所有测量值及与测量值使用相同单位的参数（无论是温度或线 性信号），均需要除10后4舍5入后再进行显示处理。例如，dPt 数值为128+1=129,读入的测量值或相关参数值16位整数值为 1000,那么实际显示应为10.0,假设dPt数值为1,那么实际显示的数据 为100.0;该参数亦可以写入，但写入时不得加128,写数据范围 是 03。0DHScL刻度下限值单位同测量值0EHScH刻度上限值单位同测量值0FHALP报警输出选择含义见说明书10HSc测量平移修正单位同测量值说明：11HoP1主输出方式0, SSR; 1, rELy； 2, 0-20; 3, 4-2012HOPL输出下限%13HOPH输出上限%14HCF功能选择含义见说明书15H仪表型号特征字含义见仪表型号及特征字表格16HAddr通讯地址17HFILt数字滤波18H*AMAn手动/自动选择0, MAN； 1, Auto； 2, FMAn； 3, FAut19HLoc参数封锁1AH*MV手动输出值1BHSrun运行/停止选择0, run； 1, StoP； 2, HoLd1CHCHYS控制回差单位同测量值1DHAt自整定选择0, OFF； 1, on； 2； FoFF1EHSPL给定值下限单位同测量值1FHSPH给定值上限单位同测量值20HFru单位及电源频率0, 50C; 1, 50F； 2, 60C; 3, 60F21HOHEFOPH有效范围单位同测量值22HAct正/反作用0, rE； 1, dr； 2, rEbA； 3, drbA23HAdlS报警选择0, OFF； 1, on24HAut冷输出规格0, SSR; 1, rELy； 2, 0-20; 3, 4-2025HP2冷输出比例带单位同测量值26HI2冷输出积分时间秒27Hd2冷输出微分时间0.1秒28HCtl2冷输出周期0.1秒29HEt事件输入类型0, nonE； 1, ruSt; 2, SP1.2； 3, Pld22AH*SPr升温速率限制测量值单位/ （分钟）（需等同测量值进行单位处理）2BH*Pno程序段数整数2CH*PonP上电选择0, Cont; 1, StoP； 2, run1 ； 3, dASt； 4, HoLd2DH*PAF程序参数功能见说明书2EH*STEP程序段号整数2FH*已运行时间0.1分或0.1小时,由PAF参数决定30H*事件输出状态0,无事件输出；1,事件1 （AL1）动作；2, AL2动作；3, AL1 及AL2动作31H*OPrt软启动时间32H*Strt阀门转动时间定义阀门转动需要的时间33H*SPSL外给定下限当外给定输入口用于测量阀门反应信号时，设定阀门定位值134H*SPSH外给定上限当外给定输入口用于测量阀门反应信号时，设定阀门定位值235H*Ero故障输出值定义传感器输入故障或超量程时，仪表的调节输出值36H*AF2功能参数237HnoneAU1/AU2/AL1/AL2等报警输出常开常闭选择 串级控制仪表为Cc参数38-3FH备用40-47H现场参数EP1EP8用户可自定义。8个需要读写的参数48H*闷门位置（只读）数值025600对应0100%,读取数除以256方为百分比数49H*串级副控输入局部型号仪表为第二路测量值4AH测量值（PV）数据为2字节整数，小数点位置由dPt参数确定，（只读）4BH给定值（SV）实际给定值，外给定，（只读）4CH输出值（MV） +报警 状态低字力为MV输出百分比，高字节为报警状态4DH输出端口状态+工作 状态BIT01 :代表运行/停止/暂停状态；BIT2： 1代表自整定启动；BIT3; 1代表手动状态；BIT47,备用；BIT812分别代表输出端口状态： OP1/OP2/AU1/AU2/MIO, 0 代表动作,1 代表不动作;BIT13-15, 备用，祥见说明8 （只读）4EH备用局部型号为读取仪表内部热点偶冷端补偿测量温度（只读）4FH*串级副控输出16BIT数据格式，非串级仪表为16BIT主控输出值5051HSP1、11SP1为给定值1, 0为首段程序值52HSP2 程序段数据，数量由Pno参数定义1、本系统采用主从式多机通讯结构，每向仪表发一个指令，仪表返回一个数据。编写上位机软件时, 注意每条有效指令仪表应在070ms内作出应答（注：不包括数据传输时间，此时间要依据不同波特率和 数据长度计算），而上位机也必须等仪表返回数据后，才能发新的指令，否那么将引起错误。如果仪表超过最 大响应时间仍没有应答，那么原因可能无效指令、无效的仪表地址或参数地址、通讯线路故障，仪表没有开 机，通讯地址不合等，此时上位机应重发指令或跳过改地址仪表。2、为提升效率，仪表传送的所有数值均为16位二进制补码整数，例如，仪表的给定值为100.0C传 送的数据为整数1000。上位机必须将整数按一定规那么转换为带小数点的实际数据，方法是在上位机程序启 动后，应优先读取参数dPt （0CH）获得测量信号的小数点位置。注意：如果dPt的数值大于或等于128, 那么表示所传输的测量值，以及与测量值相同单位的参数应该除以10后进行显示，当对下位机写这类参数值 时，那么应将显示的数取消小数点成为整数，再乘以10,按16位二进制补码下传数据。3、如果向仪表读参数代号在表格中以外的参数（无效参数代号或备用参数代号），那么仪表返回的参数 值为32767,由于AI系列仪表参数最大设置范围是32000,所以32767可以作为读错参数代号的标志， 在上位机程序中予以处理；假设读取参数代号大于有效程序段的最后一个数值（0B4H）,那么下位机视同传输 出错,不回应。此外局部型号仪表只具备表格中局部参数，例如带一个*星号的参数仅为AI-516P/526P/719P 等型号可用，假设对AL516/526/719读写那么视为无效参数代号，带*的参数是AI-719等仪表方可使用，各种 仪表可读写参数随新型号推出及版本升级将有所改变，客户假设有需要可向本公司技术部咨询。4、如果向仪表写参数代号在表格以外的参数，或者该型号仪表无此参数，仪表并不会报错，而是忽 略不会执行写入，并且返回参数值32767O假设写入值超仪表内部数值范围，例如设置输出值超过系统允许 的输出上限值，那么仪表会写入上限值，同时将上限值返回。5、带手动调节功能的仪表处于手动状态时，可通过写1AH参数来调节手动输出值。6、基于带通信功能仪表及MODBUS协议的应用日趋广泛，为防止上位机程序误写仪表重要参数及 优化MODBUS协议性能，自V9.1版本起，仪表新噌通信写入参数限制功能，并且仪表读写也允许客户自 定义常用的现场参数。现场参数定义功能可以使得常用的参数连续排列，便于MODBUS协议用一条指令 同时读取多个客户感兴趣的现场参数，大大提升MODBUS的通信效率，同时又防止误写入现场参数以外 的参数。写入限制权限由仪表的Loc参数控制，规那么如下：Loc=063,允许写所有参数，与本公司以往仪表版本通信规那么兼容，新增现场参数读写功能；Loc=128-191 （推荐设置），仪表端操作限制对应Loc=063,通信端只允许写SV、程序段、HIALdHAL 等4个报警参数、Srun运行/停止控制参数以及由EP1EP8定义的现场参数，现场参数由仪外表板设置， 可在仪表参数表中任选0-8个通信端需要读写的参数，其余参数禁止写入；Loc=192-255,禁止写所有参数，通信只运行读取仪表数据，仪表端操作限制对应Loc=063。7、15H为仪表的型号特征字，不同型号仪表其数字不同，上位机可用于区分仪表型号，并针对不同型号仪表上位机应对其传输数据可做不同模式处理。仪表型号及特征字表格如下:仪表型号型号特征字AI-8X8系列人工智能调节器/温控器8080AI-8X9系列串级型人工智能调节器/温控器8090AI-6X8系列人工智能调节器/温控器6080AI-6X1系列单回路测量显示报警仪表6210AI-500单回路通用型测量仪表5010AI-501单回路通用型测量仪表5010AI-516智能温控器5160Al-516P程序型智能温控器5167AI-526智能温控器5260AI-526P程序型智能温控器5267AI-518智能温控器5180AL518P程序型智能温控器5187AI-700单回路通用型测量仪表7010AI-701单回路通用型测量仪表7010AL716高精度智能温控器7160AI-716P高精度程序型智能温控器7167AI-708演精度智能温控器7080AI-708P高精度程序型智能温控器7087AL719高精度智能温控器/调节器7190AI-719P高精度程序型智能温控器/调节器71978、输出端口状态及工作状态寄存器4DH说明:位排列状态说明位。0C 0102):仪表处于运行状态 :仪表仪表停止状态 仪表处于暂停状态位1位20:无动作1：仪表自整定AT开启，整定完成后该位自动复位为0位30:自动运行状态1：手动运行状态、只有支持手自动切换的仪表才有意义，否那么都为0自动状态位4备用，默认为0位5位6位7位801OP1 端口 ONOP1 端口 OFF位901OP2 端口 ONOP2 端口 OFF位1001AU1 端口 ONAU1 端口 OFF位1101AU2 端口 ONAU2 端口 OFF位1201MIO 端口 ONMIO 端口 OFF位13备用，默认为0位14位15厦门宇电自动化科技版权所有2022年6月