RS485通信基础知识
发布时间：2019-7-6 查看：18281
1. 485通信
1.1. 通信连接
1.1.1. 接口定义：
智能型数显仪表一般采用RS485通信接口方式，一般为三个端子：A+，B-，COM。如下图1：
当一条总线上有多台485通讯设备时，连线要采用手拉手的接线方法，一条总线上建议最多不超过32台设备。如图2
图1：485通讯接线方法
图2：多台设备的485总线连接
1.1.2. 通信接口及转换器
由于仪表采用RS485通信接口，一般常见的PLC、触摸屏等都有此接口。但是电脑上一般没有此接口。与电脑进行通信时，需要进行接口转换，常见的设备有：USB转RS485转换器，RS232转RS485转换器，以太网转RS485串口服务器，通信管理机等。如图3：
图3：常见串口转换器
1.2. 通信设置
1.2.1. 协议：仪表支持标准的Modbus-RTU串口通信协议；参考相关国家标准：GB/T 19582.1-2008，GB/T 19582.2-2008；
1.2.2. 数据传输格式为：1位起始位，8位数据位，1位停止位，无校验位。
1.2.3. 仪表常规设置出厂值为：ADD地址：1，波特率：9600，CRC校验：N
1.2.4. 数据字节顺序：H-L（高在前，低在后）
1.2.5. 数据格式：整型（32位长整型long，16位短整型short），32位浮点型float。根据不同系列仪表不同。
1.3. 寄存器地址
1.3.1. 我公司说明书中寄存器地址，也叫变量地址或地址映射表，用十六进制地址码表示，如0X2000表示十六进制地址2000。32位数据占用2个寄存器位置（4字节），16位数据占用1个寄存器位置（2字节）。32位数据地址以0，2，4，6......等地址分别表示各参数占用的寄存器位置；16位数据以地址0，1，2，3......等地址表示各参数占用的寄存器位置。
如下图4：
图4：传感器表和电力表的参数地址表
1.3.2.计算机读取数据时，就从以上变量地址中读取相应数据。一般计算机与仪表通信时，上位机上直接用十六进制数据进行访问；但多数的工控组态软件、监控系统软件、PLC、触摸屏等，需要转换为十进制地址码进行读取。
如下图5、图6、图7设置，读0X4000开始的A相电压值，需将0X4000转换为十进制数得到16384，再用400001+16384=416385
图5：组态王串口设备测试时寄存器地址设置
图6：昆仑通态触摸屏设备通道采集设置
图7：西门子s7-200smart PLC读指令设置
1.4.1. 仪表一般用十六进制数据进行发送，上位机接收到数据后，需要进行数据转换处理，常用的一般是长整型、短整型、浮点型。long长整型数据为32位，占用2寄存器，4字节； short短整型数据为16位，占用1个寄存器，2字节；float浮点型为32位数据，占用2寄存器4字节。
1.4.2.上位机在处理数据时需要根据产品的实际数据类型做相应转换，以下表为例：
1.4.3. PLC存储区数据说明
设读取的数据存储在以VB100开始的V存储区中，那么对于long\short\float等不同类型数据，应根据PLC定义的类型进行转换：
1.5.显示处理
1.5.1. 整型数据转换为十进制后，需要将小数点进行处理，可根据说明书进行小数点的倍率换算，一般是将转换的十进制数整数乘以小数位数。如：
2.Modbus-RTU通信协议简单介绍
2.1. 介绍
Modbus协议为工控行业的标准协议，分为两种协议，一种为Modbus-RTU串口协议，另一种Modbus-TCP网口协议。
Modbus协议为莫迪康（Modicon）开发的，后来被施耐德收购，现在已作为施耐德的标准协议。modbus协议在工业控制中得到了广泛的应用，它已经成为一种通用的工业标准，该协议支持rs-232、rs-422、rs-485和以太网设备。不同厂商生产的控制设备通过modbus协议可以连成通信网络，进行集中监控。许多工控产品，例如plc、变频器、人机界面、dcs和自动化智能仪表等，都在广泛地使用modbus协议。
根据传输网络类型的不同分为串行链路上的modbus和基于tcp/ip协议的modbus。
Modbus串行链路协议是一个主-从协议，采用请求-响应方式，主站发出带有从站地址的请求报文，具有该地址的从站接收到后发出响应报文进行应答。
Modbus协议中，一条RS-485串行总线中只有一个主站，可以有1～247个从站。modbus通信只能由主站发起，从站在没有收到来自主站的请求时，不会发送数据，从站之间也不会互相通信。
2.2. modbus的报文传输模式---RTU模式
Modbus网络上的rtu模式的报文以字节为单位进行传输，一个字节由两个十六进制数组成。传输的每个字节包含一个起始位，8个数据位（先发送最低的有效位），奇偶校验位、停止位与ascii模式的相同，报文最长为256字节。
Modbus的rtu模式报文的最后两个字节是循环冗余校验码（crc）。其校验方式是将整个报文的所有字节（不包括最后两个字节）按规定的方式进行位移并进行xor（异或）计算。接收方在收到该字符串时按同样的方式进行计算，并将结果与收到的循环冗余校验码进行比较，如果一致则认为通信正确，如果不一致，则认为通信有误，从站将发送crc错误应答。
Modbus中rtu采用crc-16的冗余校验方式。
2.3.modbus功能码
2.4. 通信报文举例说明
