【導(dao)讀】：将Modbus通(tong)訊協議(yi)移植到(dao)金屬管(guǎn)浮子流(liú)量計 ，使(shi)得檢測(ce)儀表更(geng)具智能(neng)化和網(wang)絡化，同(tóng)時爲實(shi)現數字(zì)化🛀組網(wang)提供了(le)可行接(jie)口。經過(guo)調試表(biǎo)明移植(zhi)後的🏃Modbus通(tōng)訊協議(yi)可以實(shí)現基本(ben)功能，取(qǔ)得了預(yu)期的效(xiào)果。
摘要(yao)：随着通(tōng)信技術(shù)、集成電(diàn)路技術(shù)的發展(zhan)，傳統的(de)㊙️現場檢(jiǎn)測儀器(qì)的智能(néng)化和數(shu)字化程(chéng)度在逐(zhú)漸提升(sheng)。現場總(zǒng)線作爲(wei)開放化(hua)🔞、數字化(hua)、多點通(tōng)訊的底(di)層控制(zhi)網絡，成(chéng)爲了近(jìn)代工業(ye)控制系(xi)統🔆的熱(rè)門研究(jiū)項目。将(jiang)Modbus通訊協(xie)議移植(zhi)到金屬(shǔ)管浮子(zǐ)流🔅量計(jì)，使得檢(jiǎn)測儀表(biao)更🤟具智(zhi)能化和(hé)㊙️網絡化(hua)，同時爲(wei)實現數(shù)字☎️化組(zu)網提供(gòng)了可行(háng)接口。經(jīng)過調試(shi)表明移(yi)植後的(de)Modbus通訊協(xie)議可以(yǐ)實現基(ji)本功能(neng)，取得了(le)預期的(de)效果。
　　浮(fú)子流量(liàng)計 是一(yi)種經典(diǎn)的變面(miàn)積式流(liú)量計，具(jù)有結構(gòu)簡單、直(zhí)觀、壓損(sun)小、測❌量(liàng)範圍大(dà)、運行可(kě)靠、可測(ce)中小流(liu)量及低(di)雷諾數(shu)流量🌈、維(wéi)護方便(biàn)、壽命長(zhang)，對儀表(biao)前後直(zhí)管段長(zhang)度要求(qiú)不高等(děng)優點。金(jin)屬管浮(fú)子流量(liàng)計可以(yǐ)适應高(gao)溫、高壓(ya)、強腐蝕(shi)、劇毒等(děng)多種苛(ke)刻🔆環境(jing)，較少的(de)可動部(bu)件🈲、便于(yú)維護，解(jie)決了生(shēng)産中的(de)許多難(nan)題。基于(yu)Modbus協議的(de)金屬管(guǎn)浮子流(liú)量計，通(tong)過選擇(zé)低功耗(hao)的微處(chu)理器和(he)通訊芯(xīn)片，将具(jù)有開放(fang)協議的(de)Modbus協議✔️移(yi)植到傳(chuán)統的金(jin)屬管浮(fu)子流量(liàng)計中，使(shi)得儀表(biǎo)具有現(xian)場總線(xiàn)組網功(gong)能☀️。
1.金屬(shu)管浮子(zi)流量計(ji)整體結(jié)構設計(ji)
　　圖1是金(jin)屬管浮(fú)子流量(liàng)計整體(ti)結構圖(tu)。流量測(ce)量過程(cheng)可概括(kuo)♉爲：磁阻(zǔ)傳感器(qì)将浮子(zi)位移信(xìn)号轉化(huà)爲電信(xin)号送🐇給(gěi)信号處(chu)理電路(lu)，經過信(xìn)号處理(lǐ)電路進(jìn)行放大(dà)🔅濾波後(hou)再經由(yóu)🈲AD采樣模(mo)塊采樣(yàng)，非常後(hòu)送給微(wēi)處理器(qi)處理，微(wei)處理器(qì)經過一(yi)系列處(chù)💯理後得(de)到當前(qian)流量信(xin)息，送給(gei)液晶✌️模(mó)塊顯示(shì)或者通(tōng)過Modbus模塊(kuài)将信号(hào)遠傳給(gěi)其他設(shè)備使用(yong)🈲。

2.Modbus模(mo)塊硬件(jiàn)電路設(shè)計
　　Modbus通信(xin)協議有(yǒu)兩種串(chuàn)行傳輸(shu)模式：ASCII模(mo)式和RTU（遠(yuan)程終端(duan)單元）模(mo)式💯，與☂️這(zhè)兩種模(mo)式對應(yīng)的幀格(gé)式是ASCII幀(zhēn)格式👅和(he)RTU幀格式(shì)。本文采(cai)用RTU幀格(gé)式，其數(shù)據幀格(ge)式爲如(rú)表🆚1所示(shi)。
　　一次發(fā)送的數(shu)據幀必(bì)須是作(zuò)爲一個(gè)連續的(de)數據流(liu)進行傳(chuán)輸。Modbus的RTU模(mó)式規定(dìng)不同數(shù)據幀之(zhī)間的間(jian)隔是3．5個(ge)🤞字節✂️通(tōng)信時間(jiān)以上（即(ji)起始位(wei)和結束(shù)符T1－T2－T3－T4）。
　　CRC校驗(yàn)是爲了(le)防止傳(chuan)送過程(chéng)中傳輸(shu)錯誤，将(jiāng)自己計(jì)算的校(xiào)驗碼與(yǔ)接收的(de)校驗碼(mǎ)進行對(duì)比，相同(tong)則确認(ren)接收正(zheng)确繼🔞續(xù)解析報(bào)文，否則(zé)接收到(dao)的是誤(wù)碼并停(ting)止解析(xī)報文。
　　Modbus通(tong)訊模塊(kuai)硬件電(diàn)路比較(jiào)簡單，采(cǎi)用MAXIM（美信(xìn)）公司的(de)Max3072芯片将(jiāng)數字🔞信(xin)号轉換(huan)爲差壓(ya)信号傳(chuan)輸，圖2爲(wei)Modbus通訊模(mó)塊硬件(jian)設💔計圖(tu)，通過USART與(yu)CPU進🈲行數(shu)據交互(hu)。

　　Modbus模塊通(tōng)過兩根(gēn)串口線(xiàn)RX＿485和TX＿485與CPU相(xiang)連，經過(guò)MAX3072後轉化(huà)爲差📧壓(ya)信号在(zài)485總線上(shàng)傳輸，差(cha)壓信号(hao)幅值在(zài)200mV左右。
3.Modbus模(mo)塊軟件(jiàn)設計
　　Modbus通(tong)訊模塊(kuài)功能是(shi)實現流(liú)量儀表(biǎo)與主機(jī)或其他(tā)設備的(de)數據交(jiao)互，儀表(biǎo)Modbus模塊的(de)信号是(shì)通過RS485總(zong)線進行(háng)傳輸，其(qi)狀态轉(zhuǎn)換圖🐇如(ru)圖3所示(shì)。程序初(chū)始化結(jié)束後，首(shǒu)先進入(rù)初始狀(zhuàng)态。由于(yú)Modbus協議規(gui)定兩次(ci)幀數據(ju)傳💔輸的(de)時間間(jian)隔不能(neng)小于30μs，因(yīn)此在進(jìn)入初⚽始(shi)狀态後(hòu)會開啓(qǐ)定時器(qì)，30μs以後進(jin)入就緒(xù)狀态。有(yǒu)♻️數據傳(chuan)輸時，進(jin)入接收(shou)狀态，幀(zhen)數據接(jie)收完成(cheng)後進入(ru)幀解析(xi)封😘裝狀(zhuang)态，若接(jie)收數據(jù)出錯則(ze)進入錯(cuò)誤狀态(tai)，封裝後(hou)再進入(rù)發送狀(zhuàng)态，若數(shù)據正确(que)則直接(jie)🛀完成封(feng)裝進入(rù)發送狀(zhuàng)态，數據(jù)發送完(wan)成後則(ze)再次進(jìn)入初始(shi)狀⛷️态。Modbus模(mo)塊軟件(jian)設計🈲流(liú)程圖如(ru)圖4所示(shì)。
4.系統調(diào)試
　　Modbus通訊(xun)模塊驗(yàn)證實驗(yàn)的目的(de)是驗證(zhèng)流量儀(yí)表能否(fǒu)通過485總(zǒng)線實現(xian)流量信(xìn)息與控(kòng)制台的(de)信息交(jiao)互。本文(wén)應用Modbus調(diào)試助❄️手(shǒu)軟件模(mo)拟控制(zhi)台與Modbus模(mó)塊進行(hang)通信，驗(yàn)證儀表(biao)Modbus模塊能(neng)否實現(xian)正常通(tong)訊。圖5是(shì)Modbus模塊與(yu)😄控制台(tái)通信的(de)電路連(lian)接圖。
　　爲(wei)驗證Modbus模(mó)塊通訊(xun)的正确(que)性，本文(wen)通過Modbus調(diao)試助手(shǒu)往Modbus模塊(kuài)🚶下發數(shu)據，若能(néng)返回正(zheng)确數據(ju)，則證明(míng)通訊成(cheng)功。圖6爲(wèi)通過Modbus調(diao)試助手(shǒu)與Modbus模塊(kuai)通訊圖(tu)。以03（0x03）命令(ling)爲例♌進(jìn)行調🔱試(shì)的測試(shì)結果圖(tú)，03命令📐的(de)功能是(shì)讀取特(tè)定寄存(cun)器的值(zhi)。串口調(diao)試助手(shǒu)下發的(de)數據爲(wèi)“010300000001840A”，其中01爲(wei)設備地(di)址，03爲命(ming)令碼，0000爲(wèi)起始地(di)址，0001爲寄(jì)存器數(shù)量，840A爲CRC校(xiao)驗碼。Modbus回(huí)發數據(ju)爲“0103020810BE48”，其中(zhong)01爲設⛹🏻‍♀️備(bèi)地址，03爲(wei)命令碼(ma)，02爲字節(jiē)數，0810爲寄(ji)存的值(zhí)，BE48爲CRC校驗(yan)碼。測試(shi)☎️結果表(biǎo)明，Modbus模塊(kuài)能正常(cháng)工作。
5結(jie)束語
　　選(xuǎn)擇低功(gong)耗的微(wei)處理器(qì)和通訊(xun)芯片，将(jiāng)具有開(kāi)放協議(yì)📱的Modbus協議(yì)🔞移植到(dao)傳統的(de)金屬管(guan)浮子流(liu)量計中(zhong)，實現了(le)硬件平(píng)台設👣計(jì)和軟件(jiàn)平台設(shè)計，調試(shi)結果表(biǎo)明，移植(zhí)後的Modbus協(xie)議能夠(gòu)與控😘制(zhi)台實現(xiàn)實時通(tōng)信，使得(de)儀表具(jù)有現場(chang)總線組(zu)網♍功能(néng)。

以上内(nei)容源于(yu)網絡，如(rú)有侵權(quan)聯系即(jí)删除!