摘要:文章介(jiè)紹了金屬管(guǎn)浮子流量計(ji) 硬件設計及(ji)基于Modbus的通訊(xun)系統,并将modbus協(xié)議應用到傳(chuan)❤️統儀表🌏_上🈲,使(shi)得儀表具有(you)了真正智能(néng)的意義，同時(shí)也爲🤩今後實(shi)現數字化組(zǔ)網提供了接(jie)口。
　　金屬管浮(fu)子流量計具(jù)有抗幹擾能(neng)力強,使用壽(shòu)命㊙️長，可以🥰在(zài)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(duo)個行業得✊到(dào)了廣泛應用(yong)。.
　　基于Modbus協議的(de)金屬管浮子(zǐ)流量計。通過(guò)選擇低功耗(hao)🐇的微處理器(qi)和通訊芯片(piàn),将具有開放(fang)協議的Modbus協議(yì)移植到傳統(tǒng)的☔金屬管浮(fú)子流量計中(zhōng),使得儀表具(jù)有現場總線(xiàn)組網功能。該(gai)流量計具有(you)結構簡單、精(jing)度高、功耗✍️低(dī)等特點🏃🏻‍♂️，可廣(guang)泛用于工業(yè)測🐆量。
1流量計(jì)硬件設計
　　浮(fu)子流量計的(de)浮子位移與(yǔ)流量之間存(cún)在明确對應(ying)的😄函數關系(xi)，測出浮子位(wèi)移即可确定(dìng)流量大小。由(you)于流量計的(de)浮子位移不(bú)能直接讀出(chū),所以,将磁鋼(gāng)封入浮子内(nèi)，由設在轉換(huan)器内的磁耦(ou)合機構得到(dao)浮子位移,并(bing)由位移傳感(gǎn)器将與流量(liàng)對應的浮子(zi)位移轉換⁉️成(cheng)電信号,經處(chù)理後送入單(dan)片機。
 
　　本系統(tong)使用高性能(neng)低功耗16位微(wei)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(bìng)具有FLASH存儲器(qi),這樣不需外(wài)擴👨‍❤️‍👨A/D就可實現(xiàn)對流量信号(hào)的采集,以及(jí)表校和設定(dìng)數據的存儲(chu)。
2基于Modbus的通訊(xun)系統
2.1Modbus通訊協(xié)議概述
　　Modbus協議(yi)是應用于電(dian)子控制器上(shàng)的-種通用協(xie)議。通過此🔴協(xié)議✍️，控制器相(xiàng)互之間控制(zhì)器經由網絡(luò)(例如以太網(wang)❤️)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(shāng)生産的控制(zhi)設備可以連(lian)成工業網絡(luo),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(zhu)從工作方式(shi)，允許一台主(zhǔ)機和多台從(cong)🤩機通信,每台(tái)從機地址由(yóu)用戶設定，地(dì)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(zhēn)都對應一-個(ge)應答幀。命令(ling)幀由主機發(fa)出，所有從機(jī)💋都将收到報(bao)文,但隻有被(bei)尋址的從機(ji)才會響應命(ming)令,返回相應(ying)的應答幀。如(ru)果命令幀中(zhōng)尋址地址爲(wei)0,則視爲全局(jú)廣播,所有從(cóng)機把它當一(yi)條命令執行(hang),不返回應答(dá)幀。
2.2Modbus網絡通訊(xun)傳輸模式
　　Modbus網(wǎng)絡通訊可以(yǐ)設置爲兩種(zhong)傳輸模式:ASCII模(mó)式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。流(liú)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(mó)式中字節的(de)格式如下:
編(bian)碼系統:8位二(er)進制，十六進(jin)制0-9,A-F。
數據位:1個(gè)起始位;8個數(shù)據位;奇/偶校(xiao)驗時1個停止(zhi)位🏃‍♂️,無奇偶🐆校(xiào)驗時2個停止(zhǐ)位。
錯誤校驗(yan)區:循環冗餘(yú)校驗(CRC)。
 
開始和(he)終止都需要(yao)至少35個字符(fú)時間的停頓(dùn)間隔。
2.3Modbus功能碼(ma)
　　Modbus定義的功能(néng)代碼範圍爲(wèi)1~127,不同功能的(de)設備往往隻(zhī)使用其中💔的(de)一部分。在主(zhǔ)機要求傳輸(shu)中,功能代碼(mǎ)😄告訴從機👄要(yao)執行一一個(ge)什麽動作。在(zai)從機響應傳(chuan)輸中，如果從(cóng)機發送的🌂功(gōng)能代碼與主(zhǔ)機發送的功(gong)能代碼相同(tong),則表明從機(ji)已執行所要(yào)求的功能;如(rú)果不同則表(biǎo)明從機沒有(you)執行所要求(qiú)的功能，返回(hui)🛀了一個錯誤(wù)信息。
 
　　流量計(jì)設計在通訊(xun)過程中用03H(讀(dú)取内部寄存(cún)内容和10H（刷新(xin)多個寄存器(qì)内容）兩個功(gong)能。

1. 應用

 
　　流量(liang)計通過亞控(kong)組态王可将(jiang)現場變送器(qi)的瞬時🌈流量(liàng)和💯累計⭐流量(liàng)讀上來。通訊(xùn)功能協議符(fu)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(gai)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(liàng)顯示功能設(shè)定數據備份(fèn)數據恢🤞複等(deng)功能，下位機(ji)的地址🈲可由(yóu)用戶在.上、下(xia)位機設✂️定。如(ru)果在通訊♈過(guò)程中有設備(bei)斷線，組态王(wáng)經過兩次查(cha)詢未💋果,将送(sòng)出問号,并繼(jì)續與其他設(shè)備通訊。通過(guo)設定可定時(shi)查詢故障設(she)備是否恢複(fú)通訊。
　　經現場(chang)測試，該流量(liàng)計的瞬間流(liu)量精度基本(běn)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(xian)，溫度變化對(dui)變送器電流(liú)輸出影響不(bu)大。

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