AIBUS通訊協(xié)議說明（V7.0）

AIBUS是廈門宇電自動化科技有限公司為AI系列顯示控制儀表開發(fā)的通訊協(xié)議，能用簡單的指令實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能，并提供比其它常用協(xié)議（如MODBUS）更快的速率（相同波特率下快3-10倍），適合組建較大規(guī)模系統(tǒng)。AIBUS采用了16位的求和校正碼，通訊可靠，支持4800、9600、19200等多種波特率，在19200波特率下，上位機(jī)訪問一臺AI-7/8系列高性能儀表的平均時間僅20mS，訪問AI-5系列儀表的平均時間為50mS。儀表允許在一個RS485通訊接口上連接多達(dá)80臺儀表（為保證通訊可靠，儀表數(shù)量大于60臺時需要加一個RS485中繼器）。AI系列儀表可以用PC、觸摸屏及PLC作為上位機(jī)，其軟件資源豐富，發(fā)展速度極快。基與PC的上位機(jī)軟件廣泛采用WINDOWS作為操作環(huán)境，不僅操作直觀方便，而且功能強(qiáng)大。的工業(yè)平板觸摸屏式PC的應(yīng)用，更為工業(yè)自動化帶來新的界面。這使得AIDCS系統(tǒng)價格大大低于傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)，而性能及可靠性也具備比傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)更*的潛力，V7.X版本AI-7/8系列儀表允許連續(xù)寫參數(shù)，寫給定值或輸出值，可利用上位機(jī)將儀表組成復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

一、接口規(guī)格

AI系列儀表使用異步串行通訊接口，接口電平符合RS232C或RS485標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。數(shù)據(jù)格式為1個起始位，8位數(shù)據(jù)，無校驗(yàn)位，1個或2個停止位。通訊傳輸數(shù)據(jù)的波特率可調(diào)為4800~19200 bit/S，通常用9600 bit/S，單一通訊口所連接儀表數(shù)量大于40臺或需要更快刷新率時，推薦用19200bit/S，當(dāng)通訊距離很長或通訊不可靠常中斷時，可選4800bit/S。AI儀表采用多機(jī)通訊協(xié)議，采用RS485通訊接口，則可將1~80臺的儀表同時連接在一個通訊接口上。

RS485通訊接口通訊距離長達(dá)1KM以上（部分實(shí)際應(yīng)用已達(dá)3-4KM），只需兩根線就能使多臺AI儀表與計算機(jī)進(jìn)行通訊，優(yōu)于RS232通訊接口。為使用普通個人計算機(jī)PC能作上位機(jī)，可使用RS232/RS485或USB/RS485型通訊接口轉(zhuǎn)換器，將計算機(jī)上的RS232通訊口或USB口轉(zhuǎn)為RS485通訊口。宇電為此專門開發(fā)了新型RS232/RS485及USB/RS485轉(zhuǎn)換器，具備體積小、無需初始化而可適應(yīng)任何軟件、無需外接電源、有一定抗雷擊能力等優(yōu)點(diǎn)。

按RS485接口的規(guī)定，RS485通訊接口可在一條通訊線路上連接zui多32臺儀表或計算機(jī)。需要聯(lián)接更多的儀表時，需要中繼器，也可選擇采用75LBC184或MAX487等芯片的通訊接口。目前生產(chǎn)的AI儀表通訊接口模塊通常采用75LBC184，這種芯片具備一定的防雷擊和防靜電功能，且無需中繼器即可連接約60臺儀表。

AI儀表的RS232及RS485通訊接口采用光電隔離技術(shù)將通訊接口與儀表的其他部分線路隔離，當(dāng)通訊線路上的某臺儀表損壞或故障時，并不會對其它儀表產(chǎn)生影響。同樣當(dāng)儀表的通訊部分損壞或主機(jī)發(fā)生故障時，儀表仍能正常進(jìn)行測量及控制，并可通過儀表鍵盤對儀表進(jìn)行操作，工作可靠性很高。16位校驗(yàn)碼的正確性是簡單奇偶校驗(yàn)的30000倍，基本能保證數(shù)據(jù)可靠性。并且同一網(wǎng)絡(luò)上有其他公司也采用主從方式通訊的產(chǎn)品時，如PLC、變頻器等，多數(shù)情況下AI系列儀表都不會受其它公司產(chǎn)品通訊干擾，不會產(chǎn)生采集數(shù)據(jù)混亂或無法通訊的問題。但是AI儀表協(xié)議并不能保證其它公司產(chǎn)品能否正常工作，所以除非萬不得已，不應(yīng)將AI儀表與其它產(chǎn)品混在一個RS485通訊總線上，而應(yīng)分別使用不同的總線。

二、通訊指令

AI儀表采用16進(jìn)制數(shù)據(jù)格式來表示各種指令代碼及數(shù)據(jù)。AI儀表軟件通訊指令經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)的通訊指令只有兩條，一條為讀指令，一條為寫指令，兩條指令使得上位機(jī)軟件編寫容易，不過卻能*完整地對儀表進(jìn)行操作；標(biāo)準(zhǔn)讀和寫指令分別如下：

讀： 地址代號+52H（82）+要讀的參數(shù)代號+0+0+校驗(yàn)碼

寫： 地址代號+43H（67）+要寫的參數(shù)代號+寫入數(shù)低字節(jié)+寫入數(shù)高字節(jié)+校驗(yàn)碼

地址代號：為了在一個通訊接口上連接多臺AI儀表，需要給每臺AI儀表編一個互不相同的通訊地址。有效的地址為0~80（部分型號為0~100），所以一條通訊線路上zui多可連接81臺AI儀表，儀表的通訊地址由參數(shù)Addr決定。儀表內(nèi)部采用兩個重復(fù)的128~208（16進(jìn)制為80H~D0H）之間數(shù)值來表示地址代號，由于大于128的數(shù)較少用到（如ASC方式的協(xié)議通常只用0-127之間的數(shù)），因此可降低因數(shù)據(jù)與地址重復(fù)造成沖突的可能性。

AI儀表通訊協(xié)議規(guī)定，地址代號為兩個相同的字節(jié)，數(shù)值為（儀表地址+80H）。例如：儀表參數(shù)Addr=10（16進(jìn)制數(shù)為0AH，0A+80H=8AH），則該儀表的地址代號為：8AH  8AH

參數(shù)代號：儀表的參數(shù)用1個8位二進(jìn)制數(shù)（一個字節(jié)，寫為16進(jìn)制數(shù)）的參數(shù)代號來表示。它在指令中表示要讀/寫的參數(shù)名。

校驗(yàn)碼：校驗(yàn)碼采用16位求和校驗(yàn)方式，其中讀指令的校驗(yàn)碼計算方法為：

要讀參數(shù)的代號×256+82+ADDR

寫指令的校驗(yàn)碼計算方法為以下公式做16位二進(jìn)制加法計算得出的余數(shù)（溢出部分不處理）：

要寫的參數(shù)代號×256+67+要寫的參數(shù)值+ADDR

公式中ADDR為儀表地址參數(shù)值，范圍是0~80（注意不要加上80H）。校驗(yàn)碼為以上公式做二進(jìn)制16位整數(shù)加法后得到的余數(shù)，余數(shù)為2個字節(jié)，其低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。要寫的參數(shù)值用16位二進(jìn)制整數(shù)表示。

返回數(shù)據(jù)：無論是讀還是寫，儀表都返回以下10個字節(jié)數(shù)據(jù)：

測量值PV+給定值SV+輸出值MV及報警狀態(tài)+所讀/寫參數(shù)值+校驗(yàn)碼

其中PV、SV及所讀參數(shù)值均各占2個字節(jié)，代表一個16位二進(jìn)制有符號補(bǔ)碼整數(shù)，低位字節(jié)在前，高位字節(jié)在后，整數(shù)無法表示小數(shù)點(diǎn)，要求用戶在上位機(jī)處理；MV占一個字節(jié)，按8位有符號二進(jìn)制數(shù)格式，數(shù)值范圍-110~＋110，狀態(tài)位占一個字節(jié)，校驗(yàn)碼占2個字節(jié)，共10個字節(jié)。

不同型號儀表返回各數(shù)據(jù)含義如下：

返回校驗(yàn)碼：PV+SV+（報警狀態(tài)*256+MV）+參數(shù)值+ADDR按整數(shù)加法相加后得到的余數(shù)。計算校驗(yàn)碼時，每2個8位字節(jié)組成1個16位二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，溢出數(shù)忽略，余數(shù)作為校驗(yàn)碼。

狀態(tài)字節(jié)A表示儀表部分狀態(tài)，其含義如下（位7固定為0）：

巡檢儀具備狀態(tài)字節(jié)B，對于V7.5版本以上調(diào)節(jié)器、溫控儀、單顯表，MV則可交替代表MV值及狀態(tài)字節(jié)B（由狀態(tài)字節(jié)A的位6決定）。狀態(tài)字節(jié)B的位0~6分別表示OP1、OP2、AL1、AL2、AU1、AU2及MIO口的輸入狀態(tài)，0表示為未接通或未輸出，1表示外部開關(guān)接通或有輸出，OUTP或AUX做調(diào)節(jié)輸出時則對應(yīng)位固定為0。利用功能可將對應(yīng)端口作為上位機(jī)開關(guān)量的輸出或輸出，應(yīng)用ALP參數(shù)設(shè)置沒有用到的報警端口均可作為I/O端口，利用修改NONC（常開/常閉）參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)對開關(guān)量的輸出，作為開關(guān)量輸入時，應(yīng)將nonc對應(yīng)位設(shè)置為常開，若讀入信號為1，則表示外部開關(guān)閉合或有信號輸入。

AI儀表可讀/寫的參數(shù)代號表：

表一

表二

說明：

1、如果向儀表讀取參數(shù)代號在表格中參數(shù)以外，則儀表不會返回任何數(shù)據(jù)。AI-501/701型儀表不具備表格中所有參數(shù)，當(dāng)讀寫實(shí)際參數(shù)表以外的參數(shù)或備用參數(shù)時，儀表實(shí)際均對SP1參數(shù)操作。

2、帶手動調(diào)節(jié)功能的儀表處于手動狀態(tài)時，可通過寫1AH參數(shù)來調(diào)節(jié)手動輸出值。

3、AI-7048型4路控制器占4個地址，比如Addr=5，則5，6，7，8分別為4個回路的通訊地址。

4、程序控制字：對于AI-518P/708P/808P等型號程序儀表，15H返回程序控制字，其高位字節(jié)數(shù)值為0，低位字節(jié)數(shù)據(jù)則如下：

 （X）（X）（X）（X）（EV2）（EV1）（HOLD）（STOP）

前4位（BIT）目前暫不用，程序中應(yīng)允許其為任意值；HOLD及STOP=0，則程序運(yùn) STOP=0，HOLD=1，則程序暫停；S，HOLD=1，則程序停止；EV1、EV2表示事件輸出狀態(tài)，為1時表示事件輸出動作，為0時表示事件輸出無效。

5、累積流量清零：AI-708H/808H的流量累積參數(shù)FLJH及FLJL只能清零，不能改寫，清零方法是向FLJH寫入30808（占2個地址時，必須是用*個地址），即可清零累積流量FLJH、FLJL及補(bǔ)償前流量累積EJH及EJL，同時CLn值加1，CLn為只讀，不可改寫。向參數(shù)代號2AH寫入31808，則可清除批量控制累積值，同時復(fù)位批量控制輸出繼電器。

三、編程方法

系統(tǒng)采用主從式多機(jī)通訊結(jié)構(gòu)，每向儀表發(fā)一個指令，儀表返回一個數(shù)據(jù)。編寫上位機(jī)軟件時，注意每條有效指令儀表應(yīng)在0~150mS內(nèi)作出應(yīng)答，而上位機(jī)也必須等儀表返回數(shù)據(jù)后，才能發(fā)新的指令，否則將引起錯誤。如果儀表超過zui大響應(yīng)時間（150mS）仍沒有應(yīng)答，則原因可能無效指令、通訊線路故障，儀表沒有開機(jī)，通訊地址不合等，此時上位機(jī)應(yīng)重發(fā)指令或跳過改地址儀表。例如，將地址（參數(shù)ADDR）為1的儀表的給定值（參數(shù)代號0）寫為100.0℃(整數(shù)為1000），用VB的編程方法如下：

1、初始化通訊口，包括與儀表相同的波特率，數(shù)據(jù)位8，停止位2，無校驗(yàn)。注意某些廠家的RS232/RS485通訊轉(zhuǎn)換器對RTS、DTR等控制線有一定的要求，上位機(jī)軟件必須對這些控制線進(jìn)型編程。用本公司生產(chǎn)的RS232/RS485轉(zhuǎn)換器則可免去對這些線進(jìn)行編程。

2、VB編程指令（寫SV為1000）為：

Dim Cmdout (0 To 7) As Byte

　　Cmdout(0)=129

　　Cmdout(1)=129

　　Cmdout(2)=67

　　Cmdout(3)=0

　　Cmdout(4)=232

　　Cmdout(5)=3

　　Cmdout(6)=44

　　Cmdout(7)=4

COMM1.OUTPUT=Cmdout

儀表返回數(shù)據(jù)：

Dim instring() as byte

  Dim pv as integer, sv as integer, mv as integer, alm as integer, cs as integer, crc as integer

  instring = MSComm1.Input    '假設(shè)已經(jīng)有數(shù)據(jù)返回

  pv= Join2Byte(instring(0), instring(1))

  sv= Join2Byte(instring(2), instring(3))

  mv= (instring(4))

alm= integer(instring(5))

cs= Join2Byte(instring(6), instring(7))

crc= Join2Byte(instring(8), instring(9))

Public Function Join2Byte(lowbyte As Byte, highbyte As Byte)

Dim c As Integer

c = highbyte

If c > 127 Then

  c = (c - 256) * 256

Else

  c = c * 256

End If

Join2Byte = c + lowbyte

End Function

注：對于AI-5XX系列儀表，寫入?yún)?shù)周期不易低于2分鐘，否則可能導(dǎo)致儀表在5年保修期內(nèi)損壞存儲單元損壞。