依米康机房空调通讯协议.doc

依米康机房空调通讯协议

精密恒温恒湿直接蒸发式机组

通
信
协
议

MODBUS版本

四川依米康环境科技股份有限公司

目录

通信卡介绍……………………………………………………………….3
控制器参数设定………………………………………………………….4
系统连接拓扑…………………………………………………………….4
通信协议简介…………………………………………………………….5
对应参数表……………………………………………………………….11
监控联系人……………………………………………………………….12

RS485串行通讯板技术指标
电源：用插接端子取自K200
电耗：20mA
储存条件：-10~70℃，＜80%rH，无冷凝
工作条件：0~65℃，＜80%rH，无冷凝
尺寸：48×45mm
防护等级：IP00
环境污染：正常
表面温度极限：同工作温度
防电击等级：可装入Ⅰ级或Ⅱ级设备
阻热及阻燃类别：D类
材料绝缘：250V
串行输出：3线螺接端子，线径0.2~1.5 mm2
标准：光电隔离型异步RS485
最高速率：19200波特率
最大设备数：200
距监控设备最长距离：1km
电缆：1对双绞线及屏蔽，美国线规20/22号，线间电容＜90pF/m(即BELDEN8761-8762电缆)
电击保护：本设备仅提供K200电源与串行线路间的功能性绝缘，因而K200必须采用安全型变压器。

通信卡照片：

推荐连接电缆照片：

控制器参数设定
K200系列控制器通过：选件RS485接口板，并将选件插入控制主板7芯插针上获得带光电隔离的RS485接口，通信协议可以选择采用MODBUS-RTU。
注意任何对控制器的硬件操作必须在断电的条件下操作！
控制器通电后，如需实现监控，必须设置几项参数：
1、 按一下MENU键，并通过上下键选择后进入“用户参数”->“密码：22”->“通信协议选择”，选择协议2，即MODBUS协议
2、 “用户参数”->“密码：22”->“机组群控地址”，设置机组在485网络中的地址，同一网络中不能有相同的地址，否则整个网络将无法通信。
3、 “用户参数”->“密码：22”->“波特率选择”，1代表1200，2代表2400，3代表4800，4代表9600，5代表19200。默认值为5（19200），强烈建议用户选择此波特率。
通信参数改变后，整个控制系统需断电2秒，重新上电后参数生效。

RS485网络拓扑结构
RS485总线只能采用总线制拓扑结构。

正确

错误

Modbus协议介绍

一、Modbus 协议简介
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在一Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
1、在Modbus网络上转输
标准的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。
2、在其它类型网络上转输
在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
3、查询—回应周期

（1）查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
（2）回应
如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：象寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
二、两种传输方式
控制器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式，包括串口通信参数（波特率、校验方式等），在配置每个控制器的时候，在一个Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
RTU模式
地址
功能代码
数据数量
数据1
...
数据n
CRC高字节
CRC低字节
所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络，它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。
在其它网络上（象MAP和Modbus Plus）Modbus消息被转成与串行传输无关的帧。
RTU模式
当控制器设为在Modbus网络上以RTU（远程终端单元）模式通信，在消息中的每个8Bit字节包含两个4Bit的十六进制字符。这种方式的主要优点是：在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。
代码系统
· 8位二进制，十六进制数0...9，A...F
· 消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成
每个字节的位
· 1个起始位
· 8个数据位，最小的有效位先发送
· 1个奇偶校验位，无校验则无
· 1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）
错误检测域
· CRC(循环冗长检测)
三、Modbus消息帧
两种传输模式中（ASCII或RTU），传输设备以将Modbus消息转为有起点和终点的帧，这就允许接收的设备在消息起始处开始工作，读地址分配信息，判断哪一个设备被选中（广播方式则传给所有设备），判知何时信息已完成。部分的消息也能侦测到并且错误能设置为返回结果。
RTU帧
使用RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间，这是最容易实现的(如下图的T1-T2-T3-T4所示)。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六进制的0...9,A...F。网络设备不断侦测网络总线，包括停顿间隔时间内。当第一个域（地址域）接收到，每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。在最后一个传输字符之后，一个至少3.5个字符时间的停顿标定了消息的结束。一个新的消息可在此停顿后开始。
整个消息帧必须作为一连续的流转输。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿时间，接收设备将刷新不完整的消息并假定下一字节是一个新消息的地址域。同样地，如果一个新消息在小于3.5个字符时间内接着前个消息开始，接收的设备将认为它是前一消息的延续。这将导致一个错误，因为在最后的CRC域的值不可能是正确的。一典型的消息帧如下所示：
起始位
设备地址
功能代码
数据
CRC校验
结束符
T1-T2-T3-T4
8Bit
8Bit
n个8Bit
16Bit
T1-T2-T3-T4
图3 RTU消息帧
3、地址域
消息帧的地址域包含两个字符（ASCII）或8Bit（RTU）。可能的从设备地址是0...247 (十进制)。单个设备的地址范围是1...247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备作出回应。
地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。当Modbus协议用于更高水准的网络，广播可能不允许或以其它方式代替。
4、如何处理功能域
消息帧中的功能代码域包含了两个字符（ASCII）或8Bits（RTU）。可能的代码范围是十进制的1...255。当然，有些代码是适用于所有控制器，有此是应用于某种控制器，还有些保留以备后用。
当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态，读一组寄存器的数据内容，读从设备的诊断状态，允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。
当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生（称作异议回应）。对正常回应，从设备仅回应相应的功能代码。对异议回应，从设备返回一等同于正常代码的代码，但最重要的位置为逻辑1。
例如：一从主设备发往从设备的消息要求读一组保持寄存器，将产生如下功能代码：
0 0 0 0 0 0 1 1 （十六进制03H）
对正常回应，从设备仅回应同样的功能代码。对异议回应，它返回：
1 0 0 0 0 0 1 1 （十六进制83H）
除功能代码因异议错误作了修改外，从设备将一独特的代码放到回应消息的数据域中，这能告诉主设备发生了什么错误。
主设备应用程序得到异议的回应后，典型的处理过程是重发消息，或者诊断发给从设备的消息并报告给操作员。
5、数据域
数据域是由两个十六进制数集合构成的，范围00...FF。根据网络传输模式，这可以是由一对ASCII字符组成或由一RTU字符组成。
从主设备发给从设备消息的数据域包含附加的信息：从设备必须用于进行执行由功能代码所定义的所为。这包括了象不连续的寄存器地址，要处理项的数目，域中实际数据字节数。
例如，如果主设备需要从设备读取一组保持寄存器（功能代码03），数据域指定了起始寄存器以及要读的寄存器数量。如果主设备写一组从设备的寄存器（功能代码10十六进制），数据域则指明了要写的起始寄存器以及要写的寄存器数量，数据域的数据字节数，要写入寄存器的数据。
如果没有错误发生，从从设备返回的数据域包含请求的数据。如果有错误发生，此域包含一异议代码，主设备应用程序可以用来判断采取下一步行动。
在某种消息中数据域可以是不存在的（0长度）。例如，主设备要求从设备回应通信事件记录（功能代码0B十六进制），从设备不需任何附加的信息。
6、错误检测域
标准的Modbus网络有两种错误检测方法。错误检测域的内容视所选的检测方法而定。
RTU
当选用RTU模式作字符帧，错误检测域包含一16Bits值(用两个8位的字符来实现)。错误检测域的内容是通过对消息内容进行循环冗长检测方法得出的。CRC域附加在消息的最后，添加时先是低字节然后是高字节。故CRC的高位字节是发送消息的最后一个字节。
7、字符的连续传输
当消息在标准的Modbus系列网络传输时，每个字符或字节以如下方式发送（从左到右）：
最低有效位...最高有效位
使用RTU字符帧时，位的序列是：
无奇偶校验
启始位
1
2
3
4
5
6
7
8
停止位
停止位
图4. 位顺序（RTU）

ModBus功能码
功能码
名称
作用
01
读取线圈状态
取得一组逻辑线圈的当前状态（ON/OFF)
02
读取输入状态
取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF)
03
读取保持寄存器
在一个或多个保持寄存器中取得当前的二进制值
04
读取输入寄存器
在一个或多个输入寄存器中取得当前的二进制值
05
强置单线圈
强置一个逻辑线圈的通断状态
06
预置单寄存器
把具体二进值装入一个保持寄存器
15
强置多线圈
强置一串连续逻辑线圈的通断
16
预置多寄存器
把具体的二进制值装入一串连续的保持寄存器
ModBus网络只是一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。表2是ModBus各功能码对应的数据类型。
表2 ModBus功能码与数据类型对应表
代码
功能
数据类型
01
读
位
02
读
位
03
读
整型、字符型、状态字、浮点型
04
读
整型、状态字、浮点型
05
写
位
06
写
整型、字符型、状态字、浮点型
08
N/A
重复“回路反馈”信息
15
写
位
16
写
整型、字符型、状态字、浮点型
17
读
字符型

监控对应参数表

SUNRISE机房空调集中监控接口－MODBUS协议
MODBUS
名称
位序号
R/W
说明
40001
开关机

R/W
=1开机 =0关机
40002
设定温度

R/W
单位:0.1℃
40003
设定湿度

R/W
单位:1％
40004
系统状态
BIT15
R
N/A
BIT14
N/A
BIT13
N/A
BIT12
N/A
BIT11
N/A
BIT10
N/A
BIT9
N/A
BIT8
N/A
BIT7
N/A
BIT6
N/A
BIT5
除湿
BIT4
加湿
BIT3
制冷
BIT2
制热
BIT1
风机
BIT0
开关机
40005
回风温度

R
单位:0.1℃
40006
回风湿度

R
单位:1％
40007
告警位1
BIT15
R
压缩机高压
BIT14
压缩机低压
BIT13
气流丢失
BIT12
风机过载
BIT11
加热器过载
BIT10
空气过滤网
BIT9
高温告警
BIT8
低温告警
BIT7
高湿告警
BIT6
低湿告警
BIT5
回风温度探头故障
BIT4
送风温度探头故障
BIT3
回风湿度探头故障
BIT2
室外温度探头故障
BIT1
送风温度告警
BIT0
N/A
40008
告警位2
BIT15
R
加湿器电流过大（H）
BIT14
加湿器缺水
BIT13
无加湿电流
BIT12
进水温度过高
BIT11
N/A
BIT10
N/A
BIT9
溢流告警
BIT8
用户告警
BIT7
烟雾告警
BIT6
N/A
BIT5
N/A
BIT4
N/A
BIT3
N/A
BIT2
压缩机２高压
BIT1
压缩机２低压
BIT0
水流开关告警（L）
40009
风机累计运行时间

R
H
40010
压机1累计时间

R
H
40011
压机2累计时间

R
H
40012
传感器B2

R
单位:0.1℃
40013
传感器B3

R
单位:0.1℃
40014
传感器B4

R
单位:0.1℃
40015
传感器B5

R
单位:0.1℃