摘(zhai)要:文(wen)章介(jie)紹了(le)金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji) 硬件(jian)設計(ji)及基(ji)于Modbus的(de)通訊(xun)系統(tong),并将(jiang)modbus協議(yi)應用(yong)到傳(chuan)統儀(yi)表_上(shang),使得(de)儀表(biao)具有(you)了真(zhen)正智(zhi)能的(de)意義(yi)，同時(shi)也爲(wei)今後(hou)實現(xian)數字(zi)化組(zu)網提(ti)供了(le)接口(kou)。
　　金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)具有(you)抗幹(gan)擾能(neng)力強(qiang),使用(yong)壽命(ming)長，可(ke)以在(zai)高🔴黏(nian)度酸(suan)、堿、粉(fen)塵振(zhen)動等(deng)惡劣(lie)環境(jing)下工(gong)作,在(zai)石油(you)、化工(gong)、冶金(jin)電力(li)食品(pin)醫藥(yao)給排(pai)水.等(deng)多個(ge)🚩行業(ye)得到(dao)了廣(guang)泛應(ying)用❗。.
　　基(ji)于Modbus協(xie)議的(de)金屬(shu)管浮(fu)子流(liu)量計(ji)。通過(guo)選擇(ze)低功(gong)耗的(de)微處(chu)理器(qi)和通(tong)訊芯(xin)片,将(jiang)具有(you)開放(fang)協議(yi)的Modbus協(xie)議移(yi)植到(dao)傳統(tong)的金(jin)屬🌈管(guan)浮子(zi)流量(liang)計中(zhong),使得(de)儀表(biao)具有(you)現場(chang)🛀🏻總線(xian)組網(wang)功能(neng)。該流(liu)量🌈計(ji)具有(you)結構(gou)簡單(dan)、精度(du)高、功(gong)耗低(di)等特(te)點，可(ke)廣泛(fan)用于(yu)工業(ye)測量(liang)。
1流量(liang)計硬(ying)件設(she)計
　　浮(fu)子流(liu)量計(ji)的浮(fu)子位(wei)移與(yu)流量(liang)之間(jian)存在(zai)明确(que)對♊應(ying)的👨‍❤️‍👨函(han)數關(guan)系，測(ce)出浮(fu)子位(wei)移即(ji)可确(que)定流(liu)量大(da)小。由(you)于流(liu)量計(ji)的浮(fu)子位(wei)移不(bu)能直(zhi)接讀(du)出,所(suo)以,将(jiang)磁鋼(gang)封入(ru)浮子(zi)内，由(you)設在(zai)轉換(huan)器内(nei)的磁(ci)耦合(he)機構(gou)得到(dao)浮子(zi)位移(yi),并由(you)位移(yi)傳感(gan)器将(jiang)與流(liu)量對(dui)應的(de)浮📞子(zi)位移(yi)轉換(huan)成電(dian)信号(hao),經🔞處(chu)理後(hou)送入(ru)單片(pian)機。
 
　　本(ben)系統(tong)使用(yong)高性(xing)能低(di)功耗(hao)16位微(wei)處理(li)器MSP430fe425作(zuo)爲流(liu)量計(ji)的中(zhong)✂️心部(bu)件。它(ta)内部(bu)含有(you)16位Ab,并(bing)具有(you)FLASH存儲(chu)器,這(zhe)樣不(bu)需⭕外(wai)擴A/D就(jiu)可實(shi)現⛱️對(dui)流量(liang)信号(hao)的采(cai)集,以(yi)及表(biao)校和(he)設定(ding)數據(ju)的存(cun)儲。
2基(ji)于Modbus的(de)通訊(xun)系統(tong)
2.1Modbus通訊(xun)協議(yi)概述(shu)
　　Modbus協議(yi)是應(ying)用于(yu)電子(zi)控制(zhi)器上(shang)的-種(zhong)通用(yong)協議(yi)。通過(guo)此協(xie)議🈚，控(kong)制🙇🏻器(qi)相互(hu)之間(jian)控制(zhi)器經(jing)由網(wang)絡(例(li)如以(yi)太網(wang))和其(qi)他設(she)備之(zhi)🔅間可(ke)以通(tong)信。它(ta)已經(jing)成爲(wei)一通(tong)🔞用工(gong)業标(biao)準。有(you)了它(ta),不同(tong)廠商(shang)生産(chan)的控(kong)制設(she)備可(ke)以連(lian)成工(gong)業網(wang)絡,進(jin)行集(ji)中監(jian)控,減(jian)少了(le)人力(li)成本(ben)，提高(gao)了生(sheng)産效(xiao)率。
　　Modbus協(xie)議采(cai)用主(zhu)從工(gong)作方(fang)式，允(yun)許一(yi)台主(zhu)機和(he)多台(tai)從機(ji)通信(xin),每台(tai)從機(ji)地址(zhi)由用(yong)戶設(she)定，地(di)址範(fan)圍爲(wei)1~255。通信(xin)采㊙️用(yong)命令(ling),應答(da)方🌏式(shi)，每一(yi)-種命(ming):令幀(zhen)都對(dui)應一(yi)-個🔅應(ying)答幀(zhen)。命令(ling)幀由(you)主機(ji)發出(chu)，所有(you)從機(ji)都将(jiang)收到(dao)報文(wen),但隻(zhi)有被(bei)尋址(zhi)的從(cong)機才(cai)會🐉響(xiang)應命(ming)令,返(fan)回相(xiang)應的(de)應答(da)幀。如(ru)🈚果命(ming)令幀(zhen)中尋(xun)址地(di)址爲(wei)0,則視(shi)爲全(quan)局廣(guang)播,所(suo)有從(cong)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼機🧑🏾‍🤝‍🧑🏼把(ba)它當(dang)一條(tiao)命令(ling)執行(hang),不返(fan)回應(ying)答幀(zhen)。
2.2Modbus網絡(luo)通訊(xun)傳輸(shu)模式(shi)
　　Modbus網絡(luo)通訊(xun)可以(yi)設置(zhi)爲兩(liang)種傳(chuan)輸模(mo)式:ASCII模(mo)式或(huo)RTU(RenoteTeminalUnit)模式(shi)。流量(liang)計采(cai)用的(de)是RTU模(mo)式。RTU模(mo)式主(zhu)要優(you)點是(shi):在同(tong)樣的(de)波特(te)率下(xia)⛹🏻‍♀️可比(bi)🔞ASCII方式(shi)傳送(song)更多(duo)的數(shu)據。
RTU模(mo)式中(zhong)字節(jie)的格(ge)式如(ru)下:
編(bian)碼系(xi)統:8位(wei)二進(jin)制，十(shi)六進(jin)制0-9,A-F。
數(shu)據位(wei):1個起(qi)始位(wei);8個數(shu)據位(wei);奇/偶(ou)校驗(yan)時1個(ge)停止(zhi)位,無(wu)❄️奇偶(ou)校💛驗(yan)時2個(ge)停止(zhi)位。
錯(cuo)誤校(xiao)驗區(qu):循環(huan)冗餘(yu)校驗(yan)(CRC)。
 
開始(shi)和終(zhong)止都(dou)需要(yao)至少(shao)35個字(zi)符時(shi)間的(de)停頓(dun)間隔(ge)。
2.3Modbus功能(neng)碼
　　Modbus定(ding)義的(de)功能(neng)代碼(ma)範圍(wei)爲1~127,不(bu)同功(gong)能的(de)設備(bei)往往(wang)隻使(shi)😍用其(qi)中的(de)一部(bu)分。在(zai)主機(ji)要求(qiu)傳輸(shu)中,功(gong)能代(dai)碼告(gao)訴從(cong)機要(yao)執行(hang)一一(yi)個🔞什(shi)麽動(dong)作。在(zai)從機(ji)響應(ying)傳輸(shu)中，如(ru)果從(cong)機💞發(fa)送的(de)💋功能(neng)代碼(ma)與主(zhu)機發(fa)送的(de)功✊能(neng)代碼(ma)相同(tong),則表(biao)明從(cong)機已(yi)執行(hang)所要(yao)求🏃🏻的(de)功能(neng);如果(guo)不同(tong)則表(biao)明從(cong)機沒(mei)有執(zhi)行所(suo)要求(qiu)的功(gong)能，返(fan)回🌈了(le)一個(ge)錯誤(wu)信💚息(xi)。
 
　　流量(liang)計設(she)計在(zai)通訊(xun)過程(cheng)中用(yong)03H(讀取(qu)内部(bu)寄存(cun)内容(rong)和🔞10H（刷(shua)新多(duo)個寄(ji)存器(qi)内容(rong)）兩個(ge)功能(neng)。

1. 應用(yong)

 
　　流量(liang)計通(tong)過亞(ya)控組(zu)态王(wang)可将(jiang)現場(chang)變送(song)器的(de)瞬時(shi)流量(liang)♊和累(lei)計流(liu)量讀(du)上來(lai)。通訊(xun)功能(neng)協議(yi)符合(he)基于(yu)RS-485的RTU格(ge)✔️式Modbus通(tong)訊協(xie)議，用(yong)戶可(ke)根據(ju)下位(wei)機的(de)具體(ti)要求(qiu)♻️,修改(gai)不⚽同(tong)寄存(cun)器的(de)内容(rong)。下位(wei)機具(ju)有AD采(cai)集、4-20mA模(mo)拟輸(shu)出瞬(shun)時、累(lei)計流(liu)量顯(xian)示功(gong)能設(she)定數(shu)據備(bei)✏️份數(shu)據恢(hui)💚複等(deng)功能(neng)，下🔞位(wei)機的(de)地址(zhi)可由(you)用戶(hu)在.上(shang)、下位(wei)機設(she)🏃‍♂️定。如(ru)果在(zai)通訊(xun)過程(cheng)中有(you)設備(bei)斷線(xian)，組态(tai)王經(jing)過兩(liang)次查(cha)詢未(wei)❗果,将(jiang)送出(chu)問号(hao),并繼(ji)續與(yu)其他(ta)設備(bei)通訊(xun)👌。通過(guo)設定(ding)可定(ding)時查(cha)詢故(gu)障設(she)備是(shi)否恢(hui)複通(tong)訊。
　　經(jing)現場(chang)測試(shi)，該流(liu)量計(ji)的瞬(shun)間流(liu)量精(jing)度基(ji)本誤(wu)差:0.3125%，回(hui)差:0.375%;累(lei)計精(jing)💘度不(bu)超過(guo)10%，且通(tong)過溫(wen)度測(ce)試發(fa)現，溫(wen)度變(bian)化對(dui)變送(song)器電(dian)流輸(shu)出影(ying)響不(bu)大。

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