简介一种基于Modbus协议的流量计数据回写操作方法

一、Modbus协议
      Modbus协议是一种**应用于电子控制器上的通用工业标准。无需许可证费用；支持多种电气接口（如RS232、RS485等）；消息帧结构简单易用。这些特点使得它成为很多流量仪表设备的通用配置。基于Modbus协议，多个电子设备可以连成网络，方便可靠地互相通信。1个控制器作为主机，可以多支持247个从设备，加入网络中的从设备以不同的设备地址加以区分。主机发送请求命令给指定地址的从设备，从设备应答，从而完成控制器对设备的操作。

二、流量检定装置检测流量计流程
      流量检定装置的流程一般为设定被检流量计的各项参数和检定流量点，然后对设置的流量点逐点重复检测流量计。对某一个流量点来说，先调节流量，稳定后，再开始检测。一次测量过程中，通过电子秤示值（质量法）或者标准表累积流量（标准表法）采集测量中的标准值，通过被检流量计的脉冲数（脉冲信号输出）或者平均电流（电流信号输出）采集测量中的测量值，来计算该次测量的误差。多次重复检测，获得该流量点的平均误差和重复性数据。每个流量点的检测数据，组成该流量计的检测数据。
对于流量计生产企业来说，往往需要在完成初次检测后，将检测得到的K系数，通过流量计自带的Modbus协议回写到流量计设定的寄存器中。回写的K系数，可以是固定一个流量点（比如满量程的75%）对应的K值，也可以是多个流量点的K值组合（每个流量点对应一个K值）。加上一些其他的出厂配置项目，完成流量计的出厂检测和设置。以前的工厂模式中，这些工作都需要操作人员人工逐一操作流量计上的按键来完成，费时费力，还容易出错。

三、流量计回写实现方法
      目前多数流量计都已配备Modbus通信协议，在传统流量计检定装置基础上，通过增加一个RS232-485转换模块，工控机上控制软件增加一路串口，同时做好回写操作的同步控制，就可以直接支持对流量计进行回写操作。
图1就是在传统流量计检定装置结构图的基础上，增加流量计回写功能的图示。红色的部分，就是新增加的回写通道。
根据Modbus协议，一个主机多可以支持247个从设备，各从设备以不同的设备地址加以区分。只要接入系统中的被检流量计设置成不同的Modbus设备地址，工控电脑就可以逐个访问被检流量计，完成设定的各项操作。
       在实际操作中，生产好的流量计默认的设备地址都是某一个值（比如1）。如果采用图1的网络结构，就需人工先将接入网络的各个流量计的Modbus地址设置成不同的值，如果多个设备具有同一个地址，则图1的网络是无法完成多个设备的回写操作的。
      图2是一种改进的结构。通过增加一个继电器切换模块，可以在某一时刻，只接通多个流量计中的某一个，这样具有相同Modbus地址的设备，就可通过分时复用的方式和工控电脑通信。
      由于实际操作中，串口回写操作非常快，即使是分时复用的方式操作各个流量计，完成全部流量计的回写，也是数秒之内就能完成。

       在图2的结构中，工控机通过2个串口的协同工作，来实现对被检流量计的读写操作。其中COM1负责读写流量计；COM2负责在某一时刻，接通某一路被检流量计的485信号线。工控机的串口通过一个RS232-485模块，引出的两根485数据线，分别并联到6路继电器的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路被检流量计，每路流量计占用2路继电器。

          以被检表1为例。继电器断开状态下，流量计的485信号线（A1、B1）和工控机的485信号线（A、B）是断开的。
当需对被检表1进行读写操作之前，工控机通过COM2给继电器发送切换命令（也是Modbus协议），继电器收到命令后，OUT1和OUT2吸合（OUT3、OUT4、OUT5和OUT6仍然保持断开），这时A和A1、B和B1就处于接通状态，工控机通过COM1发送读写命令，被检表1可以收到命令并给出响应。

         对被检表2和被检表3，过程也是类似的。当被检表1操作完成后，工控机通过COM2给继电器模块发命令，切换到OUT3和OUT4吸合，这时A2和A、B2和B处于接通状态，工控机可以对被检表2进行读写操作。被检表2处理完成后，切换到被检表3进行类似的操作。
由此可见，整个系统要顺利完成下去，要求工控电脑做好COM1和COM2两个串口读写操作的同步工作。

四、应用软件操作界面
        基于上面的方法，在上位机软件中，可以方便地对接入网络中的被检表做各种设置。通过参数设置菜单，打开修改流量出厂设置对话框，设置需要配置的参数，然后确认，上位机软件就会把设定的信息，逐个回写到选择的被检流量计中。
基于Modbus协议的流量计回写操作，方便了流量计生产企业在产品出厂前进行相关参数的设置，提高了生产效率，是一种值得推广应用的方法。
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