NSA6000箱变智能监控装置Modbus通讯协议.doc

目录第一章 简介21.1 串行通讯协议的目的21.2 MODBUS通讯协议的版本2第二章 MODBUS串行通信协议详细说明22.1 MODBUS协议基本规则22.2 传送模式22.3 MODBUS包裹结构描述22.3.1 地址域22.3.2 功能码域22.3.3 数据域32.3.4 校验域32.4 网络时间考虑3第三章 通讯包裹33.1 读寄存器33.2 写寄存器4第四章 计算CRC-164第五章 设备寄存器说明45.1 遥控信息寄存器45.2 遥测信息寄存器55.3 开关量状态寄存器7第一章 简介 通信协议详细地描述了MODBUS通讯模式下的输入和输出命令、信息和资料，以便第三方使用和开发。 1.1 串行通讯协议的目的 通信协议的作用使信息和资料在上位机（主站）和设备之间有效地传递，它包括： 1） 允许主站访问和设定所接设备的全部设置参数和保护定值； 2） 允许访问设备的所有测量资料和事件纪录。 1.2 MODBUS通讯协议的版本 该通讯协议适用于本公司已经出厂的所有各种版本的设备仪器，对于日后的系列若有改动会加以特别说明。 第二章 MODBUS串行通信协议详细说明 2.1 MODBUS协议基本规则 以下规则确定在RS485（或者RS232C）回路控制器和其它RS485串行通信回路中设备的通信规则： 1）所有RS485回路通信应遵照主/从方式。在这种方式下，信息和资料在单个主站和最多32个从站（监控设备）之间传递； 2）主站将初始化和控制所有在RS485通信回路上传递的信息； 3）无论如何都不能从一个从站开始通信； 4）所有RS485环路上的通信都以"打包"方式发生。一个包裹就是一个简单的字符串（每个字符串8位），一个包裹中最多可含255个字节。组成这个包裹的字节构成标准异步串行资料，并按8位资料位，1位停止位，无校验位的方式传递。串行数据流由类似于RS232C中使用的设备产生； 5）主站发送包裹称为请求，从站发送包裹称为响应； 6）任何情况从站只能响应主站一个请求。 2.2 传送模式 MODBUS协议可以采用ASCII或者RTU模式传送资料。此设备仅仅支持RTU模式，8位资料位，无校验位，1位停止位。 2.3 MODBUS包裹结构描述 每个MODBUS包裹都由以下几个部分组成： 1） 地址域 2） 功能码域 3） 数据域 4） 校验域 2.3.1 地址域 MODBUS的从站地址域长度为一个字节，包含包裹传送的从站地址。有效的从站地址范围从1247。从站如果接收到一帧从站地址域信息与自身地址相符合的包裹时，应当执行包裹中所包含的命令。从站所响应的包裹中该域为自身地址。 因为显示模块将可以和任何地址的控制器连接通讯，在显示模块发送的请求帧中地址域特定为1。 2.3.2 功能码域 MODBUS包裹中功能域长度为一个字节，用以通知从站应当执行何操作。从站响应包裹中应当包含主站所请求操作的相同功能域字节。有关设备的功能码参照下表。 功能码 含义 功能 0x01 读取寄存器 获得逻辑线圈寄存器的值0x03 读取寄存器 获得实时数据寄存器、设备参数寄存器、保护整定参数寄存器、SOE记录寄存器、操作记录寄存器的值0x04 读取寄存器 获得实时数据寄存器、设备参数寄存器、保护整定参数寄存器、SOE记录寄存器、操作记录寄存器的值0x05 设置寄存器 设置逻辑线圈寄存器的值0x10 设置寄存器 设置实时数据寄存器中的时间寄存器的值，修改设备参数寄存器和保护整定参数寄存器的值2.3.3 数据域 MODBUS数据域长度不定，依据其具体功能而定。MODBUS数据域采用"BIG INDIAN"模式，即是高位字节在前，低位字节在后。举例如下： Example 2.1 1个16位寄存器包含数值为0x12AB，寄存器数值发送顺序： 高位字节 = 0x12 低位字节 = 0x0AB 2.3.4 校验域 MODBUS-RTU模式采用16位CRC校验。发送设备应当对包裹中的每一个资料都进行CRC16计算，最后结果存放入检验域中。接收设备也应当对包裹中的每一个资料（除校验域以外）进行CRC16计算，将结果域校验域进行比较。只有相同的包裹才可以被接受。具体的CRC校验算法参照附录。 2.4 网络时间考虑 在RS485网络上传送包裹需要遵循以下有关时间的规定： 1） 主站请求包裹结束到从站响应包裹开始之间的时间最小为0毫秒，最大为250毫秒，典型值为60毫秒； 2） 从站响应包裹结束到主站下一请求包裹开始之间的时间典型值为100毫秒； 3） 包裹中相邻两个字节之间的最大时间依据通讯波特率不同而不同，一般来说最大字节时间为3倍的字节发送时间（例如9600波特率下，字节间隔为3毫秒；4800波特率时，字节间隔为6毫秒）。 第三章 通讯包裹 MODBUS支持两种功能码，标准的MODBUS协议仅支持16位资料模式，也就说传输任何测量值最大为65535。 3.1节将描述继电器控制的命令。 3.2节将说明设备的读数据包裹和响应包裹的格式。 3.3节将说明设备写资料包裹和响应包裹的格式。 3.1 读寄存器由主站机发送的包裹请求设备响应所有有效的寄存器,保留寄存器内容为0。 读寄存器包裹格式（主机®设备） 响应格式（设备®主机）从站地址 1字节 从站地址 1字节功能码 1字节 功能码 1字节开始地址 2字节 字节数（2*寄存器数目）1字节寄存器个数 2字节 第一个寄存器资料 2字节CRC校验码 2字节 第二个寄存器资料 2字节 ¼¼¼¼ CRC校验码 2字节3.2 写寄存器写寄存器包裹格式（主机®设备） 响应格式（设备®主机）从站地址 1字节 从站地址 1字节功能码 1字节 功能码 1字节开始地址 2字节 开始地址 2字节寄存器个数 2字节 寄存器个数 2字节字节数（2*寄存器数目）1字节 CRC校验码 2字节第一个寄存器资料 2字节第二个寄存器资料 2字节¼¼¼¼ CRC校验码 2字节 注意： 设备假定写入的寄存器从第一个寄存器开始是连续的； 第四章 计算CRC-16 该部分将描述计算的过程。在帧中的有关的字节被义为是一串进制数据（，）。第位校验和是这样得到的：该串数据流被乘，然后除以发生器多项式（16 15 2 ），该式以进制表示为。商被忽略，位的余数就是的值，在计算值时，全部算术运算用modulo two或者异或（X0R）算法。 按照下列步骤产生CRC-16的校验和： 1）省略发生器最有意义的位，并且把位的顺序颠倒过来。形成一个新的多项式，结果是 1010000000000001或者16进制的A001。 2）将全部1或者16进制FFFF装入16位寄存器。 3）用16位寄存器中低阶字节对第一个资料字节进行XOR运算，把结果存入16位寄存器。 4）把16位寄存器向右移一位。如果溢出位为1，则转向第5步骤，否则转向第6步骤。 5）用新的发生器多项式对16位寄存器执行MOR运算，并且把结果存入16步骤。 6）重复步骤4，直到移位元8次为止。 7）用16位寄存器的低阶字节对下一个资料字节进行XOR运算，将结果存入16位寄存器。 8）重复步骤4-7，直到小包的所有字节都已经用16位寄存器执行了XOR运算为止。 9）16位寄存器的内容就是CRC-16。第五章 设备寄存器说明5.1 遥控信息寄存器寄存器号 属性 定义 备注 00000RW 高压侧合闸命令00001 RW 备用00002 RW 高压侧分闸命令00003 RW 低压侧合闸命令00004 RW 低压侧分闸命令00005 RW 00006 RW 00007 RW 备用00008 RW 备用00009 RW 备用00010 RW 备用00011 RW 复归命令00012 RW 备用00013 RW 第二组低压侧合闸命令 针对光伏，风电不适用00014 RW 第二组低压侧分闸命令00015 RW 备用5.2 遥测信息寄存器寄存器号 属性 定义 系数单位备注 0000 RO UAN×10V均为电压电流的二次侧值，若要显示一次侧值，可乘上相应的PT和CT变比值。0001 RO UBN ×10V0002 RO UCN ×10V0003 RO UAB ×10V0004 RO UBC ×10V0005 RO UCA×10V0006 RO IA×1000A0007 RO IB ×1000A0008 RO IC×1000A0009 RO 3I0×1000A0010 RO 频率×100HZ0011 RO 有功功率 ×10W0012 RO 备用 ×10013 RO 无功功率 ×10W0014 RO 备用×10015 RO 功率因数×10000016 RO 空具体计算方式见说明（1）0017 RO 0018 RO 0019RO 0020 RO 直流量输入1×1000021 RO 直流量输入2×1000022 RO 直流量输入3×1000023- 0027RO 备用 ×10028 RO PT变比 ×10029 RO CT变比×10030-0031RO空0032RW 年 ×1时间寄存器可读可写，如要修改装置的时间值，使用0X10功能码修改这6个寄存器的值即可。0033RW 月 ×10034 RW 日 ×10035 RW 时 ×10036 RW 分 ×10037 RW 秒 ×10038ROSOEPTR×1见说明（2）0039 RO 逻辑线圈状态×1遥控信息寄存器的实际动作情况0040 RO 开关量状态1×1具体信息参考5.30041RO 开关量状态2×10042RO 开关量状态3×10043 RO 开关量状态4×10044RO 开关量状态5×10045RO 开关量状态6×10046RO电流扩大倍数×10000047RO电压扩大倍数×100048RO第二组UAN×10针对光伏，风电不适用0049RO第二组UBN×100050RO第二组UCN×100051RO第二组UAB×100052RO第二组UBC×100053RO第二组UCA×100054RO第二组IA×10000055RO第二组IB×10000056RO第二组IC×10000057RO第二组IO×10000058 RO 频率×100HZ0059RO型号后台无需处理0060RO版本号后台无需处理00610063备用后台无需处理0064 RO 有功功率低字节×10W针对光伏，风电不适用0065RO 空×10W0066RO无功功率低字节×10W0067RO空×10W0068RO 功率因数 ×1000W0069RO 空0070RO 0071 RO 0072RO 0073RO第二组PT变比×10074RO第二组CT变比×100750079RO备用5.3 开关量状态寄存器寄存器号 属性 定义 备注 0000RO 开入1的状态/轻瓦斯0001RO 开入2的状态/重瓦斯0002 RO 开入3的状态/油温高告警0003 RO 开入4的状态/油温高跳闸0004 RO 开入5的状态/油位低0005 RO 开入6的状态/SF6异常0006 RO 开入7的状态0007 RO 开入8的状态0008 RO 开入9的状态0009 RO 开入10的状态0010 RO 开入11的状态0011 RO 开入12的状态0012 RO 开入13的状态0013 RO 开入14的状态0014 RO 开入15的状态0015 RO 开入16的状态0016 RO 开入17的状态0017 RO 开入18的状态0018 RO 开入19的状态0019 RO 开入20的状态0020 RO 开入21的状态开入根据现场的实际情况进行选择0021 RO 开入22的状态0022 RO 开入23的状态0023 RO 开入24的状态0024 RO 开入25的状态0025 RO 开入26的状态0026 RO 开入27的状态0027RO 开入28的状态0028 RO 开入29的状态0029 RO 开入30的状态0030 RO 开入31的状态0031 RO 开入32的状态0032 RO 开入33的状态0033 RO 开入34的状态0034RO 开入35的状态0035 RO 开入36的状态0036RO装置异常信号0037RO备用0038ROEE出错信号0039RO参数出错信号0040RO备用0041RO保护跳闸总信号0042RO保护告警总信号0043RO 开入37的状态0044 RO 开入38的状态0045RO 开入39的状态0046 RO 开入40的状态0047RO 备用0048RO第二组接地保护保护动作信号针对光伏，风电不适用0049RO第二组过压保护保护动作信号0050RO第二组低压保护保护动作信号0051RO第二组过流I保护动作信号0052RO第二组过流II段保护动作信号0053RO 第二组过流III段保护动作信号0054 RO 接地保护动作信号0055-0062RO备用0063RO过压保护动作信号0064RO低压保护动作信号0065-0067RO备用0068RO重瓦斯保护动作信号0069RO变压器超高温保护动作信号0070RO轻瓦斯保护动作信号0071ROSF6压力异常保护动作信号0072RO变压器高温保护动作信号0073RO油位低保护动作信号0074-0078RO备用0079RO过流段保护动作信号0080RO备用0081RO过流II段保护动作信号0082RO过流III段保护动作信号0083-0095RO备用