AI系列儀表通訊協議7.0說明文檔
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AI系列儀表通訊協議7.0說明文檔.
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AIBUS 通訊協議說明(V7.0)
AIBUS是廈門宇電自動化科技有限公司為AI系列顯示控制儀表開發的通訊協議,能用簡單的指令實現
強大的功能,并提供比其它常用協議(如MODBUS)更快的速率(相同波特率下快3-10倍),適合組建較大
規模系統。AIBUS采用了16位的求和校正碼,通訊可靠,支持4800、9600、19200等多種波特率,在19200
波特率下,上位機訪問一臺AI-7/8系列高性能儀表的平均時間僅20mS,訪問AI-5系列儀表的平均時間為
50mS。儀表允許在一個 RS485 通訊接口上連接多達80 臺儀表(為保證通訊可靠,儀表數量大于 60 臺時需
要加一個 RS485 中繼器)。AI 系列儀表可以用 PC、觸摸屏及 PLC 作為上位機,其軟件資源豐富,發展速度
極快?;cPC的上位機軟件廣泛采用WINDOWS作為操作環境,不僅操作直觀方便,而且功能強大。最新的
工業平板觸摸屏式PC的應用,更為工業自動化帶來新的界面。這使得AIDCS系統價格大大低于傳統DCS系
統,而性能及可靠性也具備比傳統DCS系統更優越的潛力,V7.X版本AI-7/8系列儀表允許連續寫參數,寫
給定值或輸出值,可利用上位機將儀表組成復雜調節系統。
一、接口規格
AI系列儀表使用異步串行通訊接口,接口電平符合RS232C或RS485標準中的規定。數據格式為1個起
始位,8位數據,無校驗位,1個或2個停止位。通訊傳輸數據的波特率可調為4800~19200 bit/S,通常用
9600 bit/S,單一通訊口所連接儀表數量大于40臺或需要更快刷新率時,推薦用19200bit/S,當通訊距離
很長或通訊不可靠常中斷時,可選 4800bit/S。AI 儀表采用多機通訊協議,采用 RS485 通訊接口,則可將
1~80臺的儀表同時連接在一個通訊接口上。
RS485通訊接口通訊距離長達1KM以上(部分實際應用已達3-4KM),只需兩根線就能使多臺AI儀表與
計算機進行通訊,優于 RS232 通訊接口。為使用普通個人計算機 PC 能作上位機,可使用 RS232/RS485 或
USB/RS485型通訊接口轉換器,將計算機上的RS232通訊口或USB口轉為RS485通訊口。宇電為此專門開發
了新型 RS232/RS485 及 USB/RS485 轉換器,具備體積小、無需初始化而可適應任何軟件、無需外接電源、
有一定抗雷擊能力等優點。
按RS485接口的規定,RS485通訊接口可在一條通訊線路上連接最多32臺儀表或計算機。需要聯接更
多的儀表時,需要中繼器,也可選擇采用75LBC184或MAX487等芯片的通訊接口。目前生產的AI儀表通訊
接口模塊通常采用75LBC184,這種芯片具備一定的防雷擊和防靜電功能,且無需中繼器即可連接約60臺儀
表。
AI儀表的RS232及RS485通訊接口采用光電隔離技術將通訊接口與儀表的其他部分線路隔離,當通訊
線路上的某臺儀表損壞或故障時,并不會對其它儀表產生影響。同樣當儀表的通訊部分損壞或主機發生故
障時,儀表仍能正常進行測量及控制,并可通過儀表鍵盤對儀表進行操作,工作可靠性很高。16位校驗碼
的正確性是簡單奇偶校驗的 30000 倍,基本能保證數據可靠性。并且同一網絡上有其他公司也采用主從方
式通訊的產品時,如PLC、變頻器等,多數情況下AI系列儀表都不會受其它公司產品通訊干擾,不會產生
采集數據混亂或無法通訊的問題。但是AI儀表協議并不能保證其它公司產品能否正常工作,所以除非萬不
得已,不應將AI儀表與其它產品混在一個RS485通訊總線上,而應分別使用不同的總線。
二、通訊指令
AI 儀表采用 16 進制數據格式來表示各種指令代碼及數據。AI 儀表軟件通訊指令經過優化設計,標準
的通訊指令只有兩條,一條為讀指令,一條為寫指令,兩條指令使得上位機軟件編寫容易,不過卻能100%
完整地對儀表進行操作;標準讀和寫指令分別如下:
讀: 地址代號+52H(82)+要讀的參數代號+0+0+校驗碼
寫: 地址代號+43H(67)+要寫的參數代號+寫入數低字節+寫入數高字節+校驗碼
地址代號:為了在一個通訊接口上連接多臺AI儀表,需要給每臺AI儀表編一個互不相同的通訊地址。
有效的地址為0~80(部分型號為0~100),所以一條通訊線路上最多可連接81臺AI儀表,儀表的通訊地址
由參數Addr決定。儀表內部采用兩個重復的128~208(16進制為80H~D0H)之間數值來表示地址代號,由
于大于128的數較少用到(如ASC方式的協議通常只用0-127之間的數),因此可降低因數據與地址重復造
成沖突的可能性。
AI儀表通訊協議規定,地址代號為兩個相同的字節,數值為(儀表地址+80H)。例如:儀表參數Addr=10
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)(16進制數為0AH,0A+80H=8AH),則該儀表的地址代號為:8AH 8AH
參數代號:儀表的參數用1個8位二進制數(一個字節,寫為16進制數)的參數代號來表示。它在指
令中表示要讀/寫的參數名。
校驗碼:校驗碼采用16位求和校驗方式,其中讀指令的校驗碼計算方法為:
要讀參數的代號×256+82+ADDR
寫指令的校驗碼計算方法為以下公式做16位二進制加法計算得出的余數(溢出部分不處理):
要寫的參數代號×256+67+要寫的參數值+ADDR
公式中ADDR為儀表地址參數值,范圍是0~80(注意不要加上80H)。校驗碼為以上公式做二進制16位
整數加法后得到的余數,余數為2個字節,其低字節在前,高字節在后。要寫的參數值用16位二進制整數
表示。
返回數據:無論是讀還是寫,儀表都返回以下10個字節數據:
測量值PV+給定值SV+輸出值MV及報警狀態+所讀/寫參數值+校驗碼
其中 PV、SV及所讀參數值均各占 2 個字節,代表一個 16 位二進制有符號補碼整數,低位字節在前,
高位字節在后,整數無法表示小數點,要求用戶在上位機處理;MV占一個字節,按8位有符號二進制數格
式,數值范圍-110~+110,狀態位占一個字節,校驗碼占2個字節,共10個字節。
不同型號儀表返回各數據含義如下:
儀表型號 調節器 AI-708M AI-708H/808H AI-808H AI-301M頻率調
溫控器 巡檢儀 流量通道 溫度/壓力通道 節器/IO模塊
PV 測 量 值 測量值 瞬時流量測量值 溫度測量值,單 測量值PV
PV 位為0.1℃
SV 當前給定 通道號 累積流量低位 壓力測量值,單 當前給定值SV
值SV (1-6) 或批量控制測量 位為0.001MPa
值
MV 輸 出 值 狀態字節 累積流量高位 補償前流量或 調節輸出值MV
MV B 或批量控制給定 頻率值,單位
狀態字節 值 0.1Hz
B
狀態字節 狀態字節 狀態字節 狀態字節A
A A
參數值 表示要讀或寫的參數的值
返回校驗碼:PV+SV+(報警狀態*256+MV)+參數值+ADDR按整數加法相加后得到的余數。計算校驗碼時,
每2個8位字節組成1個16位二進制整數進行加法運算,溢出數忽略,余數作為校驗碼。
狀態字節A表示儀表部分狀態,其含義如下(位7固定為0):
調節器及單顯表(V7.0) AI-702M/704M/706 調節器、溫控器及單顯表(V7.5)
M
位0 上限報警(HIAL) 上限報警(HIAL) HIAL
位1 下限報警(LoAL) 下限報警(LoAL) LoAL
位2 正偏差報警(dHAL) 0 HdAL
位3 負偏差報警(dLAL) 0 LdAL
位4 輸入超量程報警(orAL) 超量程報警(orAL) orAL
位5 AL1狀態,0為動作 0 備用(0)
位6 AL2狀態,0為動作 0 0表示MV為輸出值,1為狀態字
B
巡檢儀具備狀態字節 B,對于 V7.5 版本以上調節器、溫控儀、單顯表,MV則可交替代表 MV 值及狀態
字節B(由狀態字節A的位6決定)。狀態字節B的位0~6分別表示OP1、OP2、AL1、AL2、AU1、AU2及MIO
口的輸入狀態,0表示為未接通或未輸出,1表示外部開關接通或有輸出,OUTP或AUX做調節輸出時則對應
位固定為0。利用功能可將對應端口作為上位機開關量的輸出或輸出,應用ALP參數設置沒有用到的報警端
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)口均可作為I/O端口,利用修改NONC(常開/常閉)參數即可實現對開關量的輸出,作為開關量輸入時,應
將nonc對應位設置為常開,若讀入信號為1,則表示外部開關閉合或有信號輸入。
AI儀表可讀/寫的參數代號表:
表一
參數代號 調節器 巡檢儀
AI-518/708/808/518P/7
10進制 16進制 AI-519/719/719P AI-501/701 AI-702M/704M/706M
08P/808P
AIBUS是廈門宇電自動化科技有限公司為AI系列顯示控制儀表開發的通訊協議,能用簡單的指令實現
強大的功能,并提供比其它常用協議(如MODBUS)更快的速率(相同波特率下快3-10倍),適合組建較大
規模系統。AIBUS采用了16位的求和校正碼,通訊可靠,支持4800、9600、19200等多種波特率,在19200
波特率下,上位機訪問一臺AI-7/8系列高性能儀表的平均時間僅20mS,訪問AI-5系列儀表的平均時間為
50mS。儀表允許在一個 RS485 通訊接口上連接多達80 臺儀表(為保證通訊可靠,儀表數量大于 60 臺時需
要加一個 RS485 中繼器)。AI 系列儀表可以用 PC、觸摸屏及 PLC 作為上位機,其軟件資源豐富,發展速度
極快?;cPC的上位機軟件廣泛采用WINDOWS作為操作環境,不僅操作直觀方便,而且功能強大。最新的
工業平板觸摸屏式PC的應用,更為工業自動化帶來新的界面。這使得AIDCS系統價格大大低于傳統DCS系
統,而性能及可靠性也具備比傳統DCS系統更優越的潛力,V7.X版本AI-7/8系列儀表允許連續寫參數,寫
給定值或輸出值,可利用上位機將儀表組成復雜調節系統。
一、接口規格
AI系列儀表使用異步串行通訊接口,接口電平符合RS232C或RS485標準中的規定。數據格式為1個起
始位,8位數據,無校驗位,1個或2個停止位。通訊傳輸數據的波特率可調為4800~19200 bit/S,通常用
9600 bit/S,單一通訊口所連接儀表數量大于40臺或需要更快刷新率時,推薦用19200bit/S,當通訊距離
很長或通訊不可靠常中斷時,可選 4800bit/S。AI 儀表采用多機通訊協議,采用 RS485 通訊接口,則可將
1~80臺的儀表同時連接在一個通訊接口上。
RS485通訊接口通訊距離長達1KM以上(部分實際應用已達3-4KM),只需兩根線就能使多臺AI儀表與
計算機進行通訊,優于 RS232 通訊接口。為使用普通個人計算機 PC 能作上位機,可使用 RS232/RS485 或
USB/RS485型通訊接口轉換器,將計算機上的RS232通訊口或USB口轉為RS485通訊口。宇電為此專門開發
了新型 RS232/RS485 及 USB/RS485 轉換器,具備體積小、無需初始化而可適應任何軟件、無需外接電源、
有一定抗雷擊能力等優點。
按RS485接口的規定,RS485通訊接口可在一條通訊線路上連接最多32臺儀表或計算機。需要聯接更
多的儀表時,需要中繼器,也可選擇采用75LBC184或MAX487等芯片的通訊接口。目前生產的AI儀表通訊
接口模塊通常采用75LBC184,這種芯片具備一定的防雷擊和防靜電功能,且無需中繼器即可連接約60臺儀
表。
AI儀表的RS232及RS485通訊接口采用光電隔離技術將通訊接口與儀表的其他部分線路隔離,當通訊
線路上的某臺儀表損壞或故障時,并不會對其它儀表產生影響。同樣當儀表的通訊部分損壞或主機發生故
障時,儀表仍能正常進行測量及控制,并可通過儀表鍵盤對儀表進行操作,工作可靠性很高。16位校驗碼
的正確性是簡單奇偶校驗的 30000 倍,基本能保證數據可靠性。并且同一網絡上有其他公司也采用主從方
式通訊的產品時,如PLC、變頻器等,多數情況下AI系列儀表都不會受其它公司產品通訊干擾,不會產生
采集數據混亂或無法通訊的問題。但是AI儀表協議并不能保證其它公司產品能否正常工作,所以除非萬不
得已,不應將AI儀表與其它產品混在一個RS485通訊總線上,而應分別使用不同的總線。
二、通訊指令
AI 儀表采用 16 進制數據格式來表示各種指令代碼及數據。AI 儀表軟件通訊指令經過優化設計,標準
的通訊指令只有兩條,一條為讀指令,一條為寫指令,兩條指令使得上位機軟件編寫容易,不過卻能100%
完整地對儀表進行操作;標準讀和寫指令分別如下:
讀: 地址代號+52H(82)+要讀的參數代號+0+0+校驗碼
寫: 地址代號+43H(67)+要寫的參數代號+寫入數低字節+寫入數高字節+校驗碼
地址代號:為了在一個通訊接口上連接多臺AI儀表,需要給每臺AI儀表編一個互不相同的通訊地址。
有效的地址為0~80(部分型號為0~100),所以一條通訊線路上最多可連接81臺AI儀表,儀表的通訊地址
由參數Addr決定。儀表內部采用兩個重復的128~208(16進制為80H~D0H)之間數值來表示地址代號,由
于大于128的數較少用到(如ASC方式的協議通常只用0-127之間的數),因此可降低因數據與地址重復造
成沖突的可能性。
AI儀表通訊協議規定,地址代號為兩個相同的字節,數值為(儀表地址+80H)。例如:儀表參數Addr=10
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)(16進制數為0AH,0A+80H=8AH),則該儀表的地址代號為:8AH 8AH
參數代號:儀表的參數用1個8位二進制數(一個字節,寫為16進制數)的參數代號來表示。它在指
令中表示要讀/寫的參數名。
校驗碼:校驗碼采用16位求和校驗方式,其中讀指令的校驗碼計算方法為:
要讀參數的代號×256+82+ADDR
寫指令的校驗碼計算方法為以下公式做16位二進制加法計算得出的余數(溢出部分不處理):
要寫的參數代號×256+67+要寫的參數值+ADDR
公式中ADDR為儀表地址參數值,范圍是0~80(注意不要加上80H)。校驗碼為以上公式做二進制16位
整數加法后得到的余數,余數為2個字節,其低字節在前,高字節在后。要寫的參數值用16位二進制整數
表示。
返回數據:無論是讀還是寫,儀表都返回以下10個字節數據:
測量值PV+給定值SV+輸出值MV及報警狀態+所讀/寫參數值+校驗碼
其中 PV、SV及所讀參數值均各占 2 個字節,代表一個 16 位二進制有符號補碼整數,低位字節在前,
高位字節在后,整數無法表示小數點,要求用戶在上位機處理;MV占一個字節,按8位有符號二進制數格
式,數值范圍-110~+110,狀態位占一個字節,校驗碼占2個字節,共10個字節。
不同型號儀表返回各數據含義如下:
儀表型號 調節器 AI-708M AI-708H/808H AI-808H AI-301M頻率調
溫控器 巡檢儀 流量通道 溫度/壓力通道 節器/IO模塊
PV 測 量 值 測量值 瞬時流量測量值 溫度測量值,單 測量值PV
PV 位為0.1℃
SV 當前給定 通道號 累積流量低位 壓力測量值,單 當前給定值SV
值SV (1-6) 或批量控制測量 位為0.001MPa
值
MV 輸 出 值 狀態字節 累積流量高位 補償前流量或 調節輸出值MV
MV B 或批量控制給定 頻率值,單位
狀態字節 值 0.1Hz
B
狀態字節 狀態字節 狀態字節 狀態字節A
A A
參數值 表示要讀或寫的參數的值
返回校驗碼:PV+SV+(報警狀態*256+MV)+參數值+ADDR按整數加法相加后得到的余數。計算校驗碼時,
每2個8位字節組成1個16位二進制整數進行加法運算,溢出數忽略,余數作為校驗碼。
狀態字節A表示儀表部分狀態,其含義如下(位7固定為0):
調節器及單顯表(V7.0) AI-702M/704M/706 調節器、溫控器及單顯表(V7.5)
M
位0 上限報警(HIAL) 上限報警(HIAL) HIAL
位1 下限報警(LoAL) 下限報警(LoAL) LoAL
位2 正偏差報警(dHAL) 0 HdAL
位3 負偏差報警(dLAL) 0 LdAL
位4 輸入超量程報警(orAL) 超量程報警(orAL) orAL
位5 AL1狀態,0為動作 0 備用(0)
位6 AL2狀態,0為動作 0 0表示MV為輸出值,1為狀態字
B
巡檢儀具備狀態字節 B,對于 V7.5 版本以上調節器、溫控儀、單顯表,MV則可交替代表 MV 值及狀態
字節B(由狀態字節A的位6決定)。狀態字節B的位0~6分別表示OP1、OP2、AL1、AL2、AU1、AU2及MIO
口的輸入狀態,0表示為未接通或未輸出,1表示外部開關接通或有輸出,OUTP或AUX做調節輸出時則對應
位固定為0。利用功能可將對應端口作為上位機開關量的輸出或輸出,應用ALP參數設置沒有用到的報警端
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)口均可作為I/O端口,利用修改NONC(常開/常閉)參數即可實現對開關量的輸出,作為開關量輸入時,應
將nonc對應位設置為常開,若讀入信號為1,則表示外部開關閉合或有信號輸入。
AI儀表可讀/寫的參數代號表:
表一
參數代號 調節器 巡檢儀
AI-518/708/808/518P/7
10進制 16進制 AI-519/719/719P AI-501/701 AI-702M/704M/706M
08P/808P
AIGC
"AI系列儀表通訊協議7.0說明文檔" 是一份詳細闡述了針對AI系列(例如用于自動化控制、數據采集或監測的各類電氣儀表)所采用的一種特定通信標準的技術規范。這份文檔主要包括以下內容:
1. **概述**:介紹該版本協議的目的、適用范圍,以及與上一版(如6.0)的主要更新和改進之處。
2. **協議結構**:描述協議的數據格式、幀格式、報文類型(如命令/響應、事件通知等)、傳輸層參數(如波特率、校驗方式、同步方式等)。
3. **功能模塊**:詳述協議支持的各項功能模塊,如模擬量輸入/輸出、數字量輸入/輸出、計時器、計數器、PID控制器、網絡配置、遠程設定等,并給出相應的調用接口和使用方法。
4. **錯誤處理機制**:定義可能出現的錯誤碼及其含義,以及在出現異常情況時如何通過協議進行錯誤報告和恢復策略。
5. **安全措施**:涉及協議層面的安全防護機制,比如數據加密、身份驗證、訪問權限控制等,確保通信過程中的信息安全。
6. **實施步驟**:為用戶提供了設備固件升級、配置參數設置、通信線路連接等實際操作指引。
7. **示例應用**:提供若干典型應用場景下的通信實例及代碼解析,幫助用戶理解和快速掌握協議的應用實踐。
總之,這份文檔是工程師在開發、調試、維護基于AI系列儀表的控制系統時不可或缺的重要參考資料。
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