RS485工業(yè)計(jì)算機(jī)信號(hào)總線

基于RS485接口的DGL通信協(xié)議（修改）
1.       前言
在常見(jiàn)的數(shù)字式磁致伸縮液位計(jì)中，多采用RS485通信方式。但RS485標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)物理層接口進(jìn)行了明確定義，并沒(méi)有制定通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。因此，在RS485的基礎(chǔ)上，派生出很多不同的協(xié)議，不同公司均可根據(jù)自身需要設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況的通信協(xié)議。并且，RS485允許單總線多機(jī)通信，如果通信協(xié)議設(shè)計(jì)不好，就會(huì)造成相互干擾和總線閉鎖等現(xiàn)象。如果在一條總線上掛接不同類型的產(chǎn)品，由于協(xié)議不一樣，很容易造成誤觸發(fā)，造成總線阻塞，使得不同產(chǎn)品對(duì)總線的兼容性很差。
隨著RS485的發(fā)展，Modicon公司提出的MODBUS協(xié)議逐步得到廣泛認(rèn)可，已在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。而MODBUS的協(xié)議規(guī)范比較煩瑣，并且每字節(jié)數(shù)據(jù)僅用低4位（范圍：0~15），在信息量相同時(shí)，對(duì)總線占用時(shí)間較長(zhǎng)。
DGL協(xié)議是根據(jù)以上問(wèn)題提出的一種通信協(xié)議。在制定該協(xié)議時(shí)已充分考慮以下幾點(diǎn)要求：
a.         兼容于MODBUS 。也就是說(shuō)，符合該協(xié)議的從機(jī)均可掛接到同一總線上。
b.         要適應(yīng)大數(shù)據(jù)量的通信。如：滿足產(chǎn)品在線程序更新的需要(未來(lái)功能)。
c.         數(shù)據(jù)傳輸需穩(wěn)定可靠。對(duì)不確定因素應(yīng)加入必要的冗錯(cuò)措施。
d.         降低總線的占用率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞场?br />2.       協(xié)議描述
為了兼容其它協(xié)議，現(xiàn)做以下定義：
通信數(shù)據(jù)均用1字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)表示。從機(jī)的地址范圍為：0x80～0xFD，即：MSB=1；命令和數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍均應(yīng)控制在0~0x7F之間。即：MSB=0，以區(qū)別地址和其它數(shù)據(jù)。
液位計(jì)的編碼地址為：0x82~0x9F。其初始地址(出廠默認(rèn)值)為：0x81。
罐旁表的編織地址為：0xA2~0xBF。其初始地址(出廠默認(rèn)值)為：0xA1。
其它地址用于連接其它類型的設(shè)備，也可用于液位計(jì)、罐區(qū)表地址不夠時(shí)的擴(kuò)充。
液位計(jì)的命令范圍為：0x01~0x2F，共47條，將分別用于參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)測(cè)量、診斷測(cè)試、在線編程等。
通信的基本參數(shù)為：4800波特率，1個(gè)起始位，1個(gè)結(jié)束位。字節(jié)校驗(yàn)為奇校驗(yàn)。
本協(xié)議的數(shù)據(jù)包是參照MODBUS RTU 通信格式編寫，并對(duì)其進(jìn)行了部分修改，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。另外，還部分參照了HART協(xié)議。其具體格式如下：
ADDRESS
COMMAND
Byte Count
DATA
Check SUM
地址
命令
字節(jié)數(shù)
數(shù)據(jù)
校驗(yàn)和
1 Byte
1 Byte
=n, 1 Byte
n Byte
1 Byte
80~9F
01~2F
00~10
0~7F
0~7F
表中，數(shù)據(jù)的大字節(jié)數(shù)為16個(gè)。也就是說(shuō)，整個(gè)數(shù)據(jù)包長(zhǎng)為20個(gè)字節(jié)。
“校驗(yàn)和”是其前面所有數(shù)據(jù)異或得到的數(shù)值，然后將該數(shù)值MSB位清零，使其滿足0~7F的要求。在驗(yàn)證接收數(shù)據(jù)包的“校驗(yàn)和”是否正確時(shí)，可將所有接收數(shù)據(jù)(包括“校驗(yàn)和”)進(jìn)行異或操作，得到的數(shù)據(jù)應(yīng)＝0x80。這是因?yàn)椋挥?ldquo;地址”的MSB=1，所以異或結(jié)果的MSB也必然等于1。
本協(xié)議不支持MODBUS中所規(guī)定的廣播模式。
3.       時(shí)序安排
在上電后，液位計(jì)將先延遲10秒，等待電源穩(wěn)定。然后，用5秒的時(shí)間進(jìn)行自檢和測(cè)試數(shù)據(jù)。接著產(chǎn)品進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)并打開(kāi)RS485通信接口，等待主機(jī)的請(qǐng)求。因此，主機(jī)應(yīng)在液位計(jì)上電20秒后，再將液位計(jì)置為工作狀態(tài)，進(jìn)行測(cè)量操作。
液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位計(jì)的供電和防爆安全隔離。主機(jī)可通過(guò)RTS信號(hào)控制（HMT-900或H-1000）供給液位計(jì)的電源。當(dāng)RTS有效時(shí)，電源將被打開(kāi)。因此，液位計(jì)的電源是可以通過(guò)主機(jī)軟件控制的。
在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，主機(jī)軟件的工作時(shí)序一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)步驟。
1)      在開(kāi)主機(jī)前，并認(rèn)真檢查各相關(guān)設(shè)備的電源和電纜連接情況。
2)      在啟動(dòng)主機(jī)軟件時(shí)，打開(kāi)相應(yīng)串行端口。使能RTS信號(hào)，給液位計(jì)上電。
3)      軟件初始化操作，延遲20秒。
4)      讀液位計(jì)的相應(yīng)參數(shù)，然后將液位計(jì)置為工作狀態(tài)。
5)      此時(shí)，主機(jī)可進(jìn)入正常的輪訓(xùn)、記錄、顯示、報(bào)警等工作

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