摘要(yao):文章介紹(shao)了金屬管(guǎn)浮子流量(liang)計 硬件設(she)計及基于(yu)Modbus的通訊系(xi)統,并将modbus協(xie)議應用到(dào)傳統儀💯表(biao)_上,使得儀(yi)表具有了(le)真正智能(neng)的意義，同(tóng)時也爲今(jīn)後實現數(shu)字🛀化組網(wang)提供了接(jie)口。
　　金屬管(guan)浮子流量(liàng)計具有抗(kàng)幹擾能力(li)強,使用壽(shou)命長，可以(yi)📐在高🙇🏻黏度(du)酸、堿、粉塵(chén)振動等惡(è)劣環境下(xia)工作,在石(shi)油🔴、化工、冶(ye)金電力食(shí)品醫藥給(gěi)排水.等多(duō)個行業得(dé)到了廣泛(fan)應用。.
　　基于(yu)Modbus協議的金(jin)屬管浮子(zi)流量計。通(tōng)過選擇低(di)功耗的💘微(wēi)💯處💚理器和(hé)通訊芯片(piàn),将具有開(kai)放協議的(de)Modbus協議移植(zhi)到傳統的(de)金屬管浮(fu)子流量計(ji)中,使得儀(yí)表具有現(xiàn)場總線組(zǔ)網功能🎯。該(gāi)流量計具(ju)有結構簡(jian)單、精🏃🏻‍♂️度高(gāo)、功耗低等(deng)特點🌈，可廣(guǎng)泛用📞于工(gong)業測量。
1流(liú)量計硬件(jian)設計
　　浮子(zǐ)流量計的(de)浮子位移(yí)與流量之(zhī)間存在明(ming)确對應的(de)函數關系(xì)，測出浮子(zi)位移即可(ke)确定流量(liang)大小。由于(yú)💃🏻流量計的(de)浮子位移(yi)不能直接(jie)讀出,所以(yi),将磁鋼封(fēng)入浮子内(nei)💞，由設在轉(zhuǎn)換器内的(de)磁耦合機(ji)構得到浮(fú)子位移,并(bìng)由位移傳(chuan)感器将與(yu)流量對應(yīng)的浮子位(wèi)移轉換成(chéng)電信号,經(jing)處理後送(song)入🚩單片機(ji)。
 
　　本系統使(shi)用高性能(neng)低功耗16位(wèi)微處理器(qì)MSP430fe425作爲流量(liàng)計☎️的中心(xīn)部件。它内(nei)部含有16位(wei)Ab,并具有FLASH存(cún)儲器,這樣(yang)不需外擴(kuò)⭐A/D就可♉實現(xian)🐪對流量信(xìn)号的采集(ji),以及表校(xiao)💜和設定數(shù)據的存儲(chu)。
2基于Modbus的通(tong)訊系統
2.1Modbus通(tōng)訊協議概(gai)述
　　Modbus協議是(shi)應用于電(diàn)子控制器(qì)上的-種通(tōng)用協議。通(tōng)過此♍協議(yi)，控💰制☁️器相(xiang)互之間控(kong)制器經由(yóu)網絡(例如(ru)以太網)和(he)其他設備(bei)之間可以(yi)通信。它已(yǐ)經成爲一(yī)通用工業(yè)💜标準。有了(le)它,不同廠(chǎng)商🔞生産的(de)控制設備(bei)可以連成(cheng)工業網絡(luò),進🆚行集中(zhōng)監控,減少(shao)了人力成(chéng)本，提高了(le)生産💔效率(lü)。
　　Modbus協議采用(yòng)主從工作(zuo)方式，允許(xǔ)一台主機(ji)和多台從(cong)機通信,每(měi)台從機地(di)址由用戶(hu)設定，地址(zhi)範圍爲1~255。通(tōng)💚信采用命(mìng)令,應答方(fang)式，每一-種(zhong)命:令幀都(dou)對應一-個(ge)應答幀。命(mìng)令幀由主(zhu)機發出，所(suǒ)有從機🌈都(dou)将收到報(bào)文,但隻有(you)被尋址的(de)從機才會(hui)👄響應命令(lìng),返回相應(yīng)的應答幀(zhēn)。如❌果命令(ling)幀中尋址(zhi)地址爲0,則(ze)視爲全局(jú)廣播,所有(yǒu)從機👌把它(ta)當一條命(mìng)令執行,不(bu)返回🌈應答(dá)幀。
2.2Modbus網絡通(tōng)訊傳輸模(mo)式
　　Modbus網絡通(tong)訊可以設(shè)置爲兩種(zhong)傳輸模式(shì):ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模(mo)式。流量計(ji)♌采用的是(shi)RTU模式。RTU模式(shi)主要優點(dian)是:在同樣(yàng)的波特率(lǜ)下可比ASCII方(fāng)式傳送😍更(gèng)多的數據(jù)。
RTU模式中字(zì)節的格式(shì)如下:
編碼(mǎ)系統:8位二(er)進制，十六(liù)進制0-9,A-F。
數據(ju)位:1個起始(shǐ)位;8個數據(ju)位;奇/偶校(xiào)驗時1個停(ting)止位,無奇(qí)偶校驗時(shí)2個停止位(wèi)。
錯誤校驗(yan)區:循環冗(rǒng)餘校驗(CRC)。
 
開(kāi)始和終止(zhi)都需要至(zhì)少35個字符(fú)時間的停(tíng)頓間隔。
2.3Modbus功(gong)能碼
　　Modbus定義(yì)的功能代(dai)碼範圍爲(wèi)1~127,不同功能(neng)的設備往(wang)往隻使用(yong)其中的一(yi)部分。在主(zhǔ)機要求傳(chuán)輸中,功能(neng)代碼告訴(su)從機要執(zhí)♊行一一個(gè)🔱什麽動作(zuò)。在從機響(xiang)應傳輸中(zhong)，如果從機(jī)發送的功(gōng)能代碼與(yǔ)主機發送(song)的功🔆能代(dai)碼相😄同,則(zé)表明從機(ji)已執行所(suo)要求的功(gong)能;如果不(bu)同則表明(míng)從機沒有(yǒu)🔴執行所要(yao)求的功能(neng)，返回🤞了一(yī)個錯誤信(xin)息。
 
　　流量計(jì)設計在通(tōng)訊過程中(zhong)用03H(讀取内(nei)部寄存内(nèi)容和10H（刷新(xin)多個寄存(cun)器内容）兩(liang)個功能。

1. 應(ying)用

 
　　流量計(ji)通過亞控(kong)組态王可(kě)将現場變(bian)送器的瞬(shun)時流量和(hé)累🍉計流量(liang)讀上來。通(tong)訊功能協(xie)議符合基(ji)于RS-485的RTU格式(shi)Modbus通訊協議(yi)，用戶可根(gen)據下位機(jī)的具體要(yào)求⚽,修改不(bú)同寄存器(qi)的内容。下(xia)位機具有(you)AD采集、4-20mA模拟(nǐ)輸出瞬時(shí)、累計流量(liàng)顯🏃‍♀️示功能(néng)設定數據(jù)備份數據(ju)恢☁️複等功(gōng)能，下🔞位機(jī)的地址♋可(kě)由用戶在(zài).上、下位機(jī)設定。如果(guo)在通訊過(guò)程中有設(she)備斷線，組(zu)态王經過(guo)兩☔次查詢(xún)未❌果,将送(sòng)出問号👅,并(bing)繼續與其(qí)他設備通(tōng)訊㊙️。通過設(shè)定可定時(shi)查詢故障(zhang)設備是否(fǒu)恢複通訊(xun)。
　　經現場測(cè)試，該流量(liang)計的瞬間(jian)流量精度(dù)基本誤差(cha)🐆:0.3125%，回差:0.375%;累👅計(ji)精度不超(chāo)過10%，且通過(guò)溫度測試(shì)發現，溫度(dù)變化對變(biàn)送器電流(liu)輸出影響(xiǎng)不大。

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