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                            基于Modbus协议金属管浮子流量计
                            发布时间:2021-8-30 08:43:29

                            摘要:文章介绍了金属管浮子流量计硬件设计及基于Modbus的通讯系统,并将modbus协议应用到传统仪表_上,使得仪表具有了真正智能的意义,同时也为今后实现数字化组网提供了接口。
                              金属管浮子流量计具有抗干∮扰能ξ力强,使用√寿命长,可以在高『黏度酸、碱、粉尘振动等恶劣环境下工△作,在石油、化工、冶金电力食品医药给排ζ 水.等多个◥行业得到了广泛应用。.
                              基于Modbus协议的金属管浮〓子流量计。通过选择低功耗的微处理器和通讯芯片,将具有开放协议◇的Modbus协议移植到传统◥的金属管浮子流∮量计中,使得仪表具有现场总线组网功能。该流量计具有结构简单、精度高、功耗低等特ㄨ点,可广泛用于工业测◢量。
                            1流量计硬件设计
                              浮子流量计的浮♂子位移与流量之间存在明确〒对应◥的函数关系,测出浮子位移即可确定流量大小。由于流量计的浮子位移不能直接读出,所以,将磁钢封入浮子∏内,由设在转换器内的磁耦合机构得到浮子位移,并由位移传感器将与流量对应的浮子位〗移转换★成电信号,经处理后送入单↙片机。
                             
                              本系统使用高性能低功耗16位微处理器MSP430fe425作为〖流量计的中心@ 部件。它内部含有16位Ab,并具有FLASH存储器,这样不』需外扩A/D就▲可实现对流○量信号的采集,以及】表校和设定数据◆的存储。
                            2基于Modbus的通讯系统
                            2.1Modbus通︾讯协议概述
                              Modbus协议是应用于︻电子控制器上的-种通用协议。通↑过此协议,控制器相互〇之间控制器经由网络(例如▲以太网)和其他设备之间可以通信。它已经成为一通用工◤业标准。有了它,不▂同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行◥集中监控,减少了人力成本,提高了※生产效率。
                              Modbus协议采用主从工作方式々,允许一台⌒主机和多台从机通信,每台从机地址由用户设定,地址范围为1~255。通信采用№命令,应答方式,每一-种命:令帧♀都对应一【-个应答帧。命令帧由主机发出∑ ,所有从机都将◥收到报文,但只有被寻址的从机才会响应命令,返回相应的★应答↑帧。如果命︼令帧中寻址地址为0,则视为全局广播,所有从机把它当一条命令执∮行,不返回应〖答帧。
                            2.2Modbus网络通讯传输模式∩
                              Modbus网络通讯可以设置为两种传输模式:ASCII模式或RTU(RenoteTeminalUnit)模式。笔者介々绍的流量计采用的是RTU模式。RTU模式主要优点◢是:在同样的波特率下可比ASCII方式⊙传送更多的数据。
                            RTU模式中∴字节的格式如下:
                            编码系统:8位二进制,十六进制0-9,A-F。
                            数据位:1个起始位;8个数据位;奇/偶校验时1个停止位,无奇偶校ζ验时2个停止位。
                            错误校验区:循环ㄨ冗余校验(CRC)。
                             
                            开始和终止→都需要至【少35个字符时间的停顿间隔。
                            2.3Modbus功能码
                              Modbus定义的功能代码范♀围为1~127,不同功能的设备往「往只使用其中的一部分。在主机要求传输※中,功能代码告诉从机要执行一一个什么动作。在从机响应传ぷ输中,如果从机发送▆的功能代码与↙主机发送的功能代码相同,则表明从机已〗执行ω所要求的功能;如果不同则表明从机没有执↓行所要求的功能,返回了一个错误「信息。
                             
                              流量计设计在通讯过程中用03H(读取⌒ 内ω 部寄存内容和10H(刷新多个寄存器内容)两个功能。

                            1. 应用

                             
                              笔者设计的流量计通过亚控组态王可ω 将现场变送↓器的瞬时流量和累计流量◎读上来。通讯功能协议符ω合基于RS-485的RTU格式Modbus通讯协议,用户可根据下位机的具体要求,修∞改不同寄存器︾的内容。下位机具有AD采集、4-20mA模拟输出瞬时、累计流量卐显示功能设定♂数据备份数々据恢复等功能,下位机的→地址可由用户在.上、下位机」设定。如果在通讯█过程中有设备断线,组态王经过两次查询未果,将送出问号】,并继续与▓其他设备▂通讯△。通≡过设定可定时查询故障设备是否恢复通讯。
                              经现场测试『,该流量计的瞬间流量精度基本误差:0.3125%,回差:0.375%;累计精∑ 度不超过◥10%,且通过温度测〒试发现,温度变化对变送器电流█输出影响不大。

                            本文电磁流量计,江苏省苏科仪表有限√公司为您提供,转载请注明出处!!

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