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1、保护测控单元通讯协议概述 本公司保护测控单元提供 RS-485 数字通讯接口，以便于与远程微机建立通讯联 系，实现对保护测控单元的远程监视、远程控制以及系统维护等功能，其特点如下： 1. 采用 RS-485 通讯方式（差分、半双工） ； 2. 电气隔离，抗 10Kv 电压冲击； 3. 通讯参数可设置（地址、通讯速率等） ； 4. 使用国际通用协议，可集成性强； 通讯接口要求 网络连接：连接好保护测控单元上的通讯连接端子，如下图所示组网：232/485 转换器双绞屏蔽电缆线（0.5）屏蔽层一端接地120欧姆终端电阻 5. 通讯参数设定：通过装置上的控制键盘对装置进行以下通讯参数设置。装置地址设定
2、范围为 1255，在同一个通讯网内，不能有地址重叠； 通讯速度默认为 9600bps，数据格式为 1个起始位、8个数据位、1个 停止位、无校验位。6. 通讯测试：本公司提供一套完善的通讯测试软件，用于网络调试。 通讯协议框架本公司采用国际标准通用协议 MODBUS 主从式通讯协议（RTU 模式） ，允许 一台主机和多台从机之间进行数据通信；在此通讯网络中，主机是指远程微机（工 控机、PLC 等） ，从机是指保护测控单元。在该分散通讯系统中，允许系统连接多 达 128台装置以及 1.4Km 的通讯距离，通讯方式采用主机请求，从机应答方式；整 个通讯过程中，使用循环冗余 CRC 校验方式（CRC1
3、6）来保证数据的正确性、完整 A+A- A+A- A+A-性；报文框架见如下描述。 传输方式是指一个数据帧内一系列独立的数据结构以及用于传输数据的有限规则，下 面定义了与MODBUS 协议-RTU方式相兼容的传输方式。 传输方式 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 无奇偶校验位 1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时） 错误检测(Error checking) CRC（循环冗余校验）、 协议 当数据帧到达终端设备时，它通过一个简单的“端口”进入被寻址到的设备，该设备 去掉数据帧的“信封”（数据头），读取数据，如果没有错误，就执行数据所请求的任务， 然后，它将自己生成
4、的数据加入到取得的“信封”中，把数据帧返回给发送者。返回的响 应数据中包含了以下内容：终端从机地址(Address)、被执行了的命令(Function)、执行命 令生成的被请求数据(Data)和一个校验码(Check)。发生任何错误都不会有成功的响应。或 者返回一个错误指示帧。 数据帧格式 Address Function Date Check 8-Bits 8-Bits N x-Bits 16-Bits 地址（Address）域 地址域在帧的开始部分，由一个字节（8位二进制码）组成，十进制为0255。这些位 标明了用户指定的终端设备的地址，该设备将接收来自与之相连的主机数据。每个终端设 备的
5、地址必须是唯一的，仅仅被寻址到的终端会响应包含了该地址的查询。当终端发送回 一个响应，响应中的从机地址数据便告诉了主机哪台终端正与之进行通信。 功能（Function）域 功能域代码告诉了被寻址到的终端执行何种功能。下表列出了AEC2053用到的功能码，以及它们的意义和功能。 命令码 描述 0x02 取得一组开关输入的当前状态（ON/OFF） 0x03 在多个保持寄存器中取得当前的二进制值 0x05 强置一个逻辑线圈的通断状态 0x06 把具体的一个二进制值装入一保持寄存器 0x0C 读取通讯事件记录，如果事件处理完，记录给出有关错误 0x10 把一个具体的一串二进制值装入一串连续保持寄存器
6、数据(Data)域 数据域包含了终端执行特定功能所需要的数据或者终端响应查询时采集到的数据。这 些数据的内容可能是数值、参考地址或者设置值。例如：功能域码告诉终端读取一个寄存 器，数据域则需要指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，内嵌的地址和数据依照类型 和从机之间的不同内容而有所不同。 错误校验(Check)域 该域允许主机和终端检查传输过程中的错误。有时，由于电噪声和其它干扰，一组数 据在从一个设备传输到另一个设备时在线路上可能会发生一些改变，出错校验能够保证主 机或者终端不去响应那些传输过程中发生了改变的数据，这就提高了系统的安全性和效率， 错误校验使用了16位循环冗余的方法（CRC16
7、）。 错误指示帧和错误指示码 如果从机检测到主机发送的数据存在逻辑错误，比如地址不存在或者数据个数超出范 围，则向主机发送错误指示帧。错误指示帧的定义为：数据字节长度为0。其它位保持不变。 注意：如果是CRC错误，从机不返回任何数据。 例如主机请求读开关量输入状态，但是给出的地址超出有效范围，在这种情况下，从机发 出错误指示码： Address Fun Byte count CRC16 hi CRC16 lo 11H 02H 00H 错误检测方法 错误校验（CRC）域占用两个字节，包含了一个16位的二进制值。CRC值由传输设备计算出来，然后附加到数据帧上，接收设备在接收数据时重新计算CRC值，
8、然后与接收到的 CRC域中的值进行比较，如果这两个值不相等，就发生了错误。 CRC运算时，首先将一个16位的寄存器预置为全1，然后连续把数据帧中的每个字节中 的8位与该寄存器的当前值进行运算，仅仅每个字节的8个数据位参与生成CRC，起始位和终 止位以及可能使用的奇偶位都不影响CRC。在生成CRC时，每个字节的8位与寄存器中的内容 进行异或，然后将结果向低位移位，高位则用“0”补充，最低位（LSB）移出并检测，如 果是1，该寄存器就与一个预设的固定值（0A001H）进行一次异或运算，如果最低位为0， 不作任何处理。 上述处理重复进行，直到执行完了8次移位操作，当最后一位（第8位）移完以后，下 一
9、个8位字节与寄存器的当前值进行异或运算，同样进行上述的另一个8次移位异或操作， 当数据帧中的所有字节都作了处理，生成的最终值就是CRC值。 生成一个CRC的流程为： 1.预置一个16位寄存器为0FFFFH（全1），称之为CRC寄存器。 2.把数据帧中的第一个字节的8位与CRC寄存器中的低字节进行异或运算，结果存回 CRC寄存器。 3.将CRC寄存器向右移一位，最高位填以0，最低位移出并检测。 4.如果最低位为0：重复第三步（下一次移位）；如果最低位为1：将CRC寄存器与一 个预设的固定值（0A001H）进行异或运算。 5.重复第三步和第四步直到8次移位。这样处理完了一个完整的八位。 6.重复第
10、2步到第5步来处理下一个八位，直到所有的字节处理结束。 7.最终CRC寄存器的值就是CRC的值。 此外还有一种利用预设的表格计算CRC的方法，它的主要特点是计算速度快，但是表格需 要较大的存储空间，该方法此处不再赘述，请参阅相关资料。 通讯应用格式详解 遥信（Fun=0x02） 查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo从机地址 功能码 数据起始 地址高位 数据起始 地址低位 数据长度 高位 数据长度 低位 CRC 效 验码高位 CR
11、C 效 验码低位 响应数据帧 Addr Fun Byte Count Data1 . CRC16 hi CRC16 lo 从机地址 功能码 数据字节 总数 数据 1 . CRC 效 验码高位 CRC 效 验码低位 举例1（01号地址从遥信1，读4个遥信量） 即：查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 0X01 0X02 0X00 0X00 0X00 0X04响应数据帧 Addr Fun Byte Count Data1 CRC16
12、 hi CRC16 lo 0X01 0X02 0X01 0X00 遥测、提取定值、系统参数、控制字（Fun=0x03） 查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 从机地址 功能码 数据起始 地址高位 数据起始 地址低位 数据长度 高位 数据长度 低位 CRC 效 验码高位 CRC 效 验码低位 响应数据帧Addr Fun Byte Count Data1 . CRC16 hi CRC16 lo 从机地址 功能码 数据字节 总数 数据
13、 1 . CRC 效 验码高位 CRC 效 验码低位 举例2（01号地址从遥测1提取4个遥测量） （注此版本的起始地址可在有效范围内任意） 即：查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 0X01 0X03 0X00 0X00 0X00 0X04响应数据帧 Addr Fun Byte Count Data1 Data2 Data3 Data4 0X01 0X03 0X08 0X00 0X00 0X00 0X00 Data5 Data6
14、 Data7 Data8 CRC16 hi CRC16 lo 0X00 0X00 0X00 0X00 举例3（01号地址从定值1提取3个定值量） （注此版本的起始地址可在有效范围内任意） 即：查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 0X01 0X03 0X00 0X64 0X00 0X03响应数据帧 Addr Fun Byte Count Data1 Data2 Data3 Data40X01 0X03 0X06 0X01 0XF
15、4 0X01 0X2C Data5 Data6 CRC16 hi CRC16 lo 0X00 0XC8 举例4（01号地址从系统参数1提取3个参数量） （注此版本的起始地址可在有效范围内任 意） 即：查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 0X01 0X03 0X00 0XC8 0X00 0X03响应数据帧 Addr Fun Byte Count Data1 Data2 Data3 Data4 0X01 0X03 0X06 0X00 0X00 0X01 0X00 Data5 Data6 CRC16 hi CRC16 lo 0X03 0X00 举例5（01号地址从控制字1提取3个控制字） （注此版本的起始地址可在有效范围内任意） 即：查询数据帧 Addr Fun Data start reg hi Data start reg lo Data #of regs hi Data #of regs lo CRC16 hi CRC16 lo 0X01 0X03 0X01 0X2C 0X00 0X03响应数据帧
