簡(jiǎn)介一種基于Modbus協(xié)議的流量計(jì)數(shù)據(jù)回寫操作方法

一、Modbus協(xié)議
      Modbus協(xié)議是一種**應(yīng)用于電子控制器上的通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)需許可證費(fèi)用；支持多種電氣接口（如RS232、RS485等）；消息幀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易用。這些特點(diǎn)使得它成為很多流量?jī)x表設(shè)備的通用配置?；贛odbus協(xié)議，多個(gè)電子設(shè)備可以連成網(wǎng)絡(luò)，方便可靠地互相通信。1個(gè)控制器作為主機(jī)，可以多支持247個(gè)從設(shè)備，加入網(wǎng)絡(luò)中的從設(shè)備以不同的設(shè)備地址加以區(qū)分。主機(jī)發(fā)送請(qǐng)求命令給指定地址的從設(shè)備，從設(shè)備應(yīng)答，從而完成控制器對(duì)設(shè)備的操作。

二、流量檢定裝置檢測(cè)流量計(jì)流程
      流量檢定裝置的流程一般為設(shè)定被檢流量計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)和檢定流量點(diǎn)，然后對(duì)設(shè)置的流量點(diǎn)逐點(diǎn)重復(fù)檢測(cè)流量計(jì)。對(duì)某一個(gè)流量點(diǎn)來(lái)說(shuō)，先調(diào)節(jié)流量，穩(wěn)定后，再開始檢測(cè)。一次測(cè)量過(guò)程中，通過(guò)電子秤示值（質(zhì)量法）或者標(biāo)準(zhǔn)表累積流量（標(biāo)準(zhǔn)表法）采集測(cè)量中的標(biāo)準(zhǔn)值，通過(guò)被檢流量計(jì)的脈沖數(shù)（脈沖信號(hào)輸出）或者平均電流（電流信號(hào)輸出）采集測(cè)量中的測(cè)量值，來(lái)計(jì)算該次測(cè)量的誤差。多次重復(fù)檢測(cè)，獲得該流量點(diǎn)的平均誤差和重復(fù)性數(shù)據(jù)。每個(gè)流量點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，組成該流量計(jì)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。
對(duì)于流量計(jì)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，往往需要在完成初次檢測(cè)后，將檢測(cè)得到的K系數(shù)，通過(guò)流量計(jì)自帶的Modbus協(xié)議回寫到流量計(jì)設(shè)定的寄存器中。回寫的K系數(shù)，可以是固定一個(gè)流量點(diǎn)（比如滿量程的75%）對(duì)應(yīng)的K值，也可以是多個(gè)流量點(diǎn)的K值組合（每個(gè)流量點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)K值）。加上一些其他的出廠配置項(xiàng)目，完成流量計(jì)的出廠檢測(cè)和設(shè)置。以前的工廠模式中，這些工作都需要操作人員人工逐一操作流量計(jì)上的按鍵來(lái)完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還容易出錯(cuò)。

三、流量計(jì)回寫實(shí)現(xiàn)方法
      目前多數(shù)流量計(jì)都已配備Modbus通信協(xié)議，在傳統(tǒng)流量計(jì)檢定裝置基礎(chǔ)上，通過(guò)增加一個(gè)RS232-485轉(zhuǎn)換模塊，工控機(jī)上控制軟件增加一路串口，同時(shí)做好回寫操作的同步控制，就可以直接支持對(duì)流量計(jì)進(jìn)行回寫操作。
圖1就是在傳統(tǒng)流量計(jì)檢定裝置結(jié)構(gòu)圖的基礎(chǔ)上，增加流量計(jì)回寫功能的圖示。紅色的部分，就是新增加的回寫通道。
根據(jù)Modbus協(xié)議，一個(gè)主機(jī)多可以支持247個(gè)從設(shè)備，各從設(shè)備以不同的設(shè)備地址加以區(qū)分。只要接入系統(tǒng)中的被檢流量計(jì)設(shè)置成不同的Modbus設(shè)備地址，工控電腦就可以逐個(gè)訪問(wèn)被檢流量計(jì)，完成設(shè)定的各項(xiàng)操作。
       在實(shí)際操作中，生產(chǎn)好的流量計(jì)默認(rèn)的設(shè)備地址都是某一個(gè)值（比如1）。如果采用圖1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，就需人工先將接入網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)流量計(jì)的Modbus地址設(shè)置成不同的值，如果多個(gè)設(shè)備具有同一個(gè)地址，則圖1的網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法完成多個(gè)設(shè)備的回寫操作的。
      圖2是一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)增加一個(gè)繼電器切換模塊，可以在某一時(shí)刻，只接通多個(gè)流量計(jì)中的某一個(gè)，這樣具有相同Modbus地址的設(shè)備，就可通過(guò)分時(shí)復(fù)用的方式和工控電腦通信。
      由于實(shí)際操作中，串口回寫操作非?？?，即使是分時(shí)復(fù)用的方式操作各個(gè)流量計(jì)，完成全部流量計(jì)的回寫，也是數(shù)秒之內(nèi)就能完成。

       在圖2的結(jié)構(gòu)中，工控機(jī)通過(guò)2個(gè)串口的協(xié)同工作，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被檢流量計(jì)的讀寫操作。其中COM1負(fù)責(zé)讀寫流量計(jì)；COM2負(fù)責(zé)在某一時(shí)刻，接通某一路被檢流量計(jì)的485信號(hào)線。工控機(jī)的串口通過(guò)一個(gè)RS232-485模塊，引出的兩根485數(shù)據(jù)線，分別并聯(lián)到6路繼電器的3路上的NO端子（A接到OUT2、OUT4、OUT6的NO端子，B接到OUT1、OUT3、OUT5的NO端子）上。而3路被檢流量計(jì)，每路流量計(jì)占用2路繼電器。

          以被檢表1為例。繼電器斷開狀態(tài)下，流量計(jì)的485信號(hào)線（A1、B1）和工控機(jī)的485信號(hào)線（A、B）是斷開的。
當(dāng)需對(duì)被檢表1進(jìn)行讀寫操作之前，工控機(jī)通過(guò)COM2給繼電器發(fā)送切換命令（也是Modbus協(xié)議），繼電器收到命令后，OUT1和OUT2吸合（OUT3、OUT4、OUT5和OUT6仍然保持?jǐn)嚅_），這時(shí)A和A1、B和B1就處于接通狀態(tài)，工控機(jī)通過(guò)COM1發(fā)送讀寫命令，被檢表1可以收到命令并給出響應(yīng)。

         對(duì)被檢表2和被檢表3，過(guò)程也是類似的。當(dāng)被檢表1操作完成后，工控機(jī)通過(guò)COM2給繼電器模塊發(fā)命令，切換到OUT3和OUT4吸合，這時(shí)A2和A、B2和B處于接通狀態(tài)，工控機(jī)可以對(duì)被檢表2進(jìn)行讀寫操作。被檢表2處理完成后，切換到被檢表3進(jìn)行類似的操作。
由此可見，整個(gè)系統(tǒng)要順利完成下去，要求工控電腦做好COM1和COM2兩個(gè)串口讀寫操作的同步工作。

四、應(yīng)用軟件操作界面
        基于上面的方法，在上位機(jī)軟件中，可以方便地對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)中的被檢表做各種設(shè)置。通過(guò)參數(shù)設(shè)置菜單，打開修改流量出廠設(shè)置對(duì)話框，設(shè)置需要配置的參數(shù)，然后確認(rèn)，上位機(jī)軟件就會(huì)把設(shè)定的信息，逐個(gè)回寫到選擇的被檢流量計(jì)中。
基于Modbus協(xié)議的流量計(jì)回寫操作，方便了流量計(jì)生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品出廠前進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，提高了生產(chǎn)效率，是一種值得推廣應(yīng)用的方法。
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