摘要:文章介(jiè)紹了金屬管(guan)浮子流量計(jì) 硬件設計及(ji)基于Modbus的通訊(xùn)系統,并将modbus協(xie)議應用到傳(chuan)統儀表_上,使(shǐ)得儀表具有(you)了真正智能(neng)的意義，同時(shí)也爲今後實(shi)現數字化組(zǔ)網提供了接(jiē)口。
　　金屬管浮(fu)子流量計具(ju)有抗幹擾能(néng)力強,使用壽(shòu)命長，可以在(zai)高黏度酸、堿(jiǎn)、粉塵振動等(děng)惡劣環境下(xià)工作,在石油(you)、化工、冶金電(diàn)力食品醫藥(yào)給排水.等多(duō)個行業得到(dao)了廣🈲泛應用(yòng)。.
　　基于Modbus協議的(de)金屬管浮子(zi)流量計。通過(guo)選擇低功耗(hào)❤️的㊙️微⭐處理器(qi)和通訊芯片(pian),将具有開放(fang)協議的Modbus協議(yì)移植到傳統(tong)的金屬管浮(fu)子流量計中(zhong),使得儀表具(jù)有現場總線(xian)組網功能。該(gāi)流量💃計具有(yǒu)❓結構簡單、精(jīng)度高、功耗低(di)等特點，可廣(guang)泛用于工業(ye)測量。
1流量計(ji)硬件設計
　　浮(fú)子流量計的(de)浮子位移與(yǔ)流量之間存(cún)在明确對🐉應(yīng)的函👨‍❤️‍👨數關系(xi)，測出浮子位(wei)移即可确定(ding)流量大小。由(you)于流量計的(de)浮子✏️位移不(bu)能直接讀出(chu),所以,将磁鋼(gāng)封入浮子内(nei)，由設在轉換(huan)器内的磁✨耦(ǒu)合機構得✨到(dào)浮子位✨移,并(bing)由位移傳感(gan)器将與流量(liàng)對應的浮子(zi)位移轉換成(cheng)電信号,經處(chu)理後送入單(dān)片機。
 
　　本系統(tong)使用高性能(néng)低功耗16位微(wēi)處理器MSP430fe425作爲(wei)流量計的中(zhong)心部件。它内(nèi)部含有16位Ab,并(bing)具有FLASH存儲器(qì),這樣不需⁉️外(wai)擴🌐A/D就可✍️實現(xiàn)對流㊙️量信号(hao)的采集,以及(jí)表校和設定(dìng)♉數據的存儲(chǔ)。
2基于Modbus的通訊(xun)系統
2.1Modbus通訊協(xié)議概述
　　Modbus協議(yì)是應用于電(diàn)子控制器上(shàng)的-種通用協(xié)議。通過此協(xie)議，控制器相(xiàng)互之間控制(zhi)器經由網絡(luo)(例如以太網(wǎng))和其他設✉️備(bei)之間可以通(tong)信。它已經成(chéng)爲一通用工(gong)業标準。有了(le)它,不同廠商(shang)生産的⭕控制(zhì)設備可以連(lián)成工業網絡(luò),進行集中監(jiān)控,減少了✏️人(ren)力成本，提高(gāo)了生産效率(lǜ)。
　　Modbus協議采用主(zhǔ)從工作方式(shi)，允許一台主(zhǔ)機和多台從(cóng)🐉機✊通信⭐,每💁台(tai)從機地址由(you)用戶設定，地(di)址範圍爲1~255。通(tōng)信采用命令(lìng),應🐆答方式，每(měi)一-種命:令幀(zhen)都對應一-個(ge)應答幀。命令(lìng)幀由主機發(fā)出，所有從機(ji)都将收到報(bao)🤞文,但隻有被(bei)尋址的從機(jī)才會響應命(mìng)令✉️,返回相應(yīng)的應答幀。如(ru)果命令幀中(zhong)尋址地址爲(wei)0,則視爲全局(jú)🔱廣播,所有從(cong)機把它當一(yi)條命令執行(háng),不返回應答(dá)幀。
2.2Modbus網絡通訊(xun)傳輸模式
　　Modbus網(wang)絡通訊可以(yǐ)設置爲兩種(zhǒng)傳輸模式:ASCII模(mó)式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。流(liu)量✉️計采用的(de)是RTU模式。RTU模式(shì)主要優點是(shi):在同樣的波(bo)特率下可比(bi)ASCII方式傳送更(gèng)多的數據。
RTU模(mo)式中字節的(de)格式如下:
編(bian)碼系統:8位二(èr)進制，十六進(jin)制0-9,A-F。
數據位:1個(gè)起始位;8個數(shu)據位;奇/偶校(xiào)驗時1個停止(zhǐ)位,無☎️奇偶校(xiào)驗時2個停止(zhi)位。
錯誤校驗(yàn)區:循環冗餘(yu)校驗(CRC)。
 
開始和(he)終止都需要(yào)至少35個字符(fú)時間的停頓(dun)間隔。
2.3Modbus功能碼(mǎ)
　　Modbus定義的功能(néng)代碼範圍爲(wei)1~127,不同功能的(de)設備往往隻(zhi)使用🌍其中的(de)🚶一部分。在主(zhǔ)機要求傳輸(shū)中,功能代碼(mǎ)告訴從機要(yao)執行一一個(gè)什麽動作。在(zai)從機響應傳(chuan)輸中，如果從(cong)機發送的功(gong)能代碼與主(zhu)機發送的功(gong)能代碼相同(tong),則表明從機(jī)已執行所要(yao)求🥵的功能;如(ru)果不同則表(biǎo)明從機沒有(you)執行所要求(qiu)的功能，返回(huí)㊙️了一個錯誤(wù)信息。
 
　　流量計(jì)設計在通訊(xùn)過程中用03H(讀(du)取内部寄存(cun)内容和10H（刷新(xīn)多個寄存器(qi)内容）兩個功(gong)能。

1. 應用

 
　　流量(liang)計通過亞控(kòng)組态王可将(jiāng)現場變送器(qì)的瞬時流量(liàng)和累計💁流量(liàng)讀上來。通訊(xun)功能協議符(fú)合基于RS-485的RTU格(ge)式Modbus通訊協議(yì)，用戶可根據(ju)下位機的具(jù)體要求,修改(gǎi)不㊙️同寄存器(qi)的内容。下位(wèi)機具有AD采集(jí)、4-20mA模拟輸出瞬(shun)時、累計流量(liang)顯示功能設(she)定數據備份(fèn)數據恢✔️複等(deng)功能，下位機(ji)的地址可由(you)用戶在.上、下(xia)位機設定。如(ru)果在通訊過(guo)程中有設備(bei)斷線，組态王(wáng)經過兩次查(chá)詢未果,将送(song)出問号,并繼(jì)續與其他設(shè)備通訊。通過(guò)設定可定時(shi)查詢故障設(she)備是否恢🌈複(fu)通訊。
　　經現場(chang)測試，該流量(liang)計的瞬間流(liú)量精度基本(ben)誤差:0.3125%，回差:0.375%;累(lei)計精度不超(chāo)過10%，且通過溫(wēn)度測試發現(xiàn)，溫度變化對(dui)變送器電流(liu)輸出影響不(bu)大。

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