熱力管道工程
熱力管道又稱熱力管網(wǎng),從鍋爐房、直燃機(jī)房、供熱中心等出發(fā),從熱源通往建筑物熱力入口的供熱管道。多個供熱管道形成管網(wǎng)。供熱熱水介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力小于等于2.5MPa,設(shè)計(jì)溫度小于或等于200℃;供熱蒸汽介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力小于或等于1.6MPa,設(shè)計(jì)溫度小于或等于350℃的下列熱力網(wǎng)的設(shè)計(jì)。

分類
| 熱力管網(wǎng)分類 | |||
|---|---|---|---|
| 分類方法 | 種類 | 說明 | |
| 按熱媒分類 | 蒸汽熱網(wǎng) | 高壓;中壓;低壓蒸汽熱網(wǎng) | |
| 熱水熱網(wǎng) | 高溫?zé)崴疅峋W(wǎng):T≥100攝氏度;低溫?zé)崴疅峋W(wǎng)T≤95攝氏度 | ||
| 按所處地位 | **管網(wǎng) | 從熱源至熱力站的供回水管網(wǎng) | |
| 二級管網(wǎng) | 從熱力站到用戶的供回水管網(wǎng) | ||
| 按敷設(shè)方式 | 地溝敷設(shè) | 通行地溝;半通行地溝;不通行地溝 | |
| 架空敷設(shè) | 高支架;中支架;低支架 | ||
| 直埋敷設(shè) | 管道直接埋在地下,無管溝 | ||
| 按系統(tǒng)形式 | 閉式系統(tǒng) | 一次熱網(wǎng)與二次熱網(wǎng)采用熱換器連接。 直接消耗一次熱媒,中間設(shè)備極少,但一次熱媒補(bǔ)充大 ----------------------------------------------------------------------------- 從熱源到熱用戶的管道從熱用戶到熱源的管道 |
|
| 開式系統(tǒng) | |||
| 按供回分類 | 供水管 | ||
| 回水管 |
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技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
適用于供熱熱水介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa,設(shè)計(jì)溫度小于或等于200℃;供熱蒸汽介質(zhì)設(shè)計(jì)壓力小于或等于1.6MPa,設(shè)計(jì)溫度小于或等于350℃的下列熱力網(wǎng)的設(shè)計(jì):
熱力管網(wǎng)
1 由供熱企業(yè)經(jīng)營,以熱電廠或區(qū)域鍋爐房為熱源,對多個用戶供熱,自熱源至熱力站的城市熱力網(wǎng);
2 城市熱力管網(wǎng)新建、擴(kuò)建或改建的管道、中繼泵站和熱力站等工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
城市熱力管網(wǎng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合城市規(guī)劃要求,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用,并注意美觀。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
以熱電廠和區(qū)域鍋爐房為熱源的熱水熱力網(wǎng),補(bǔ)給水水質(zhì)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 懸浮物 小于或等于5mg/L
2 總硬度 小于或等于0.6mmol/L
3 溶解氧 小于或等于0.1mg/L
4 含油量 小于或等于2mg/L
5 pH(25℃) 7~11
1.開式熱水熱力網(wǎng)補(bǔ)給水質(zhì)量除應(yīng)符合本規(guī)范第4.3.1條的規(guī)定外,還應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749)的規(guī)定。
2.蒸汽熱力網(wǎng),由用戶熱力站返回?zé)嵩吹哪Y(jié)水質(zhì)量,應(yīng)符合下列規(guī)定:
①總硬度 小于或等于0.05mmol/L
?、诤F量 小于或等于0.5mg/L
③含油量 小于或等于10mg/L
3.蒸汽管網(wǎng)的凝結(jié)水排放時,應(yīng)符合《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 3082)。
4.當(dāng)供熱系統(tǒng)有不銹鋼設(shè)備時,應(yīng)考慮Cl-腐蝕問題,供熱介質(zhì)中Cl-含量不宜高于25ppm,或不銹鋼設(shè)備采取防腐措施。
主要附件
編輯
補(bǔ)償器
1.熱力網(wǎng)管道的溫度變形應(yīng)充分利用管道的轉(zhuǎn)角管段進(jìn)行自然補(bǔ)償。直埋敷設(shè)熱水管道自然補(bǔ)償轉(zhuǎn)角管段應(yīng)布置成60°~90°角,當(dāng)角度很小時應(yīng)按直線管段考慮,小角度的具體數(shù)值應(yīng)按《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T 81)的規(guī)定執(zhí)行。
2 選用管道補(bǔ)償器時,應(yīng)根據(jù)敷設(shè)條件采用維修工作量小、工作可靠和價格較低的補(bǔ)償器。
3 采用彎管補(bǔ)償器或波紋管補(bǔ)償器時,設(shè)計(jì)應(yīng)考慮安裝時的冷緊。冷緊系數(shù)可取0.5.
4 采用套筒補(bǔ)償器時,應(yīng)計(jì)算各種安裝溫度下的補(bǔ)償器安裝長度,并管道在可能出現(xiàn)的、溫度下,補(bǔ)償器留有不小于20mm的補(bǔ)償余量。
5 采用波紋管軸向補(bǔ)償器時,管道上應(yīng)安裝防止波紋管失穩(wěn)的導(dǎo)向支座。采用其他形式補(bǔ)償器,補(bǔ)償管段過長時,亦應(yīng)設(shè)導(dǎo)向支座。
6 采用球形補(bǔ)償器、鉸鏈型波紋管補(bǔ)償器,且補(bǔ)償管段較長時宜采取減小管道摩擦力的措施。
7 當(dāng)兩條管道垂直布置且上面的管道直接敷設(shè)在固定于下面管道的托架上時,應(yīng)考慮兩管道在最不利運(yùn)行狀態(tài)下熱位移不同的影響,防止上面的管道自托架上滑落。
8 直埋敷設(shè)熱水管道,經(jīng)計(jì)算允許時,宜采用無補(bǔ)償敷設(shè)方式,并應(yīng)按《城鎮(zhèn)供熱直埋熱水管道技術(shù)規(guī)程》(CJJ/T 81)的規(guī)定執(zhí)行。
支吊架
管道活動支座一般采用滑動支座或剛性吊架。當(dāng)管道敷設(shè)于高支架、懸臂支架或通行管溝內(nèi)時,宜采用滾動支座或使用減摩材料的滑動支座。當(dāng)管道運(yùn)行時有垂直位移且對鄰近支座的荷載影響較大時,應(yīng)采用彈簧支座或彈簧吊架。
閥門
熱力網(wǎng)管道干線、支干線、支線的起點(diǎn)應(yīng)安裝關(guān)斷閥門。
熱水熱力網(wǎng)干線應(yīng)裝設(shè)分段閥門。分段閥門的間距宜為:輸送干線,2000~3000m;輸配干線,1000~1500m.蒸汽熱力網(wǎng)可不安裝分段閥門。多熱源供熱系統(tǒng)熱源間的連通干線、環(huán)狀管網(wǎng)環(huán)線的分段閥應(yīng)采用雙向密封閥門。
工作壓力大于或等于1.6MPa且公稱直徑大于或等于500mm的管道上的閘閥應(yīng)安裝旁通閥。旁通閥的直徑可按閥門直徑的**之一選用。
當(dāng)供熱系統(tǒng)補(bǔ)水能力有限需控制管道充水流量或蒸汽管道啟動暖管需控制汽量時,管道閥門應(yīng)裝設(shè)口徑較小的旁通閥作為控制閥門。
當(dāng)動態(tài)水力分析需延長輸送干線分段閥門關(guān)閉時間以降低壓力瞬變值時,宜采用主閥并聯(lián)旁通閥的方法解決。旁通閥直徑可取主閥直徑的四分之一。主閥和旁通閥應(yīng)連鎖控制,旁通閥必須在開啟狀態(tài)主閥方可進(jìn)行關(guān)閉操作,主閥關(guān)閉后旁通閥才可關(guān)閉。
公稱直徑大于或等于500mm的閥門,宜采用電動驅(qū)動裝置。由監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作的閥門,其旁通閥亦應(yīng)采用電動驅(qū)動裝置。
監(jiān)控
監(jiān)控實(shí)質(zhì)是SCADA系統(tǒng),主要由監(jiān)控主站、通信系統(tǒng)和遠(yuǎn)程終端構(gòu)成。監(jiān)控主站由通信管理單元和監(jiān)控工作站監(jiān)控,對于要求高的,可能還需要數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,對于需要遠(yuǎn)程瀏覽的還需要WEB服務(wù)器。通信系統(tǒng)差別很大,可以是電話線,雙絞線,數(shù)傳電臺,GPRS電臺等。遠(yuǎn)程終端簡稱RTU,是負(fù)責(zé)遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備,因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境一般在室外,環(huán)境比較惡劣,對可靠性和抗干擾能力要求較高。
熱力管網(wǎng)遠(yuǎn)方監(jiān)控還需要大量的儀表,如溫度變送器、壓力變送器、流量計(jì)等。
1.1. 現(xiàn)狀綜述
**各地已不同程度地進(jìn)行了熱力管網(wǎng)監(jiān)控的試點(diǎn)工作,而且參與的廠商數(shù)量比較多,水平參差不齊,各個廠家都是在做試點(diǎn)工作,也有個別廠家開始規(guī)模推廣。也暴露出很多的問題,主要表現(xiàn)在現(xiàn)場設(shè)備可靠性差,可維護(hù)性差,不能承受現(xiàn)場惡劣的工作環(huán)境(包括高溫、低溫、潮濕和沙塵)。數(shù)據(jù)開放性不夠,往往是各個廠家互不兼容,軟件數(shù)據(jù)不能共享,呈現(xiàn)一個個的自動化孤島。
1.2. 設(shè)計(jì)思想
目的:
熱力管網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過對熱力站、管網(wǎng)參數(shù)的實(shí)時檢測,采用輪詢-應(yīng)答的通信方式,將檢測到的熱力站,熱力管網(wǎng)狀態(tài),通過各種通信方式傳送給實(shí)時數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,并以C/S或B/S模式,使各個部門能夠及時熱力站,熱力管網(wǎng)工作狀態(tài),能實(shí)時監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)的運(yùn)行情況,如監(jiān)視熱網(wǎng)最不利壓差,協(xié)調(diào)控制熱源的供給以適合熱網(wǎng)負(fù)荷的變化,熱網(wǎng)安全、可靠、高效的運(yùn)行。
原則:
開放性原則,通信協(xié)議采用業(yè)界較為通用的MODBUS協(xié)議。軟件采用組態(tài)軟件,用戶可以自行開發(fā),自行維護(hù),RTU采用具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的產(chǎn)品?,F(xiàn)場儀表變送器盡可能選用24V供電的,輸出4~20mA的設(shè)備。
方案說明:
監(jiān)控主站采用工控計(jì)算機(jī),7×24運(yùn)行。通信方式考慮建設(shè)的復(fù)雜度,一般推薦采用GPRS或者數(shù)傳電臺,架設(shè)速度快。監(jiān)控裝置選用易控微網(wǎng)公司的STC-1、STC-2 微型RTU設(shè)備。
2. RTU系統(tǒng)
RTU英文名稱Remote Terminal Unit,IEC給的名稱TeleControl。
是一種遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備。易控微網(wǎng)公司的STC-1是一種合乎IEC要求的一種微型RTU設(shè)備,其型號STC為Small TeleControl的縮寫。STC-2是一種可以直接完成交流電量采集的微型RTU設(shè)備,主要用于泵站的監(jiān)控。
2.1. 功能
STC-1 微型RTU設(shè)備的功能。
● 8路開關(guān)量輸出,可以作為遙控、跳閘或者告警。
● 8路開關(guān)量輸入,也可以作為脈沖量輸入。
● 8路直流采樣,可以接各種變送器。
● 1個標(biāo)準(zhǔn)485通信口,1個RS485/232接口,支持MODBUS或其它規(guī)約,擴(kuò)展更加容易。
● 貼片安裝,無外部總線,可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)。
● 卡式導(dǎo)軌或螺絲固定,現(xiàn)場安裝更加便
STC-1主要用于測溫點(diǎn),測壓點(diǎn)和流量的監(jiān)控。
STC-2設(shè)備主要功能:
● 三表法測量準(zhǔn)確測量三相交流電壓、電流、有功、無功、頻率、功率因數(shù)、零序電流等電參量, 可以測量變頻器輸出。
● 具有3路獨(dú)立的開關(guān)量輸出,可以作為遙控、跳閘或者告警
● 6路開關(guān)量輸入,也可以作為脈沖量輸入
● 2路直流采樣,可以接各種變送器
● 兩路通信接口,支持MODBUS規(guī)約,支持主站端的熱備用
● FFT算法,可計(jì)算1-7次諧波
STC-2 主要用于泵站的監(jiān)控。
2.2. 現(xiàn)場安裝
每個檢測點(diǎn)需要安裝一個監(jiān)測箱,監(jiān)測箱要求合乎IPC55防護(hù)等級要求。在監(jiān)測箱內(nèi)安裝1臺或者多臺STC-1、STC-2微型RTU,采用24V供電。箱內(nèi)配一個220V/24VD或者12V的開關(guān)電源,給RTU和電臺、變送器供電。
溫度變送器選用PT100的溫度變送器,輸入為3線制,輸出為2線制。
壓力變送器選用2線制的設(shè)備,由24V供電。
流量計(jì)可以選用電磁流量計(jì)或者渦輪流量計(jì),輸出可以是4~20mA或者是頻率信號。頻率信號可以接STC-1的開關(guān)量輸入,可以計(jì)算單位時間流量,還可以計(jì)算總流量。
STC-1的繼電器輸出可以控制閥門,應(yīng)用非常方便。
對于熱力泵,供水泵,STC-2可以監(jiān)控其工作電壓電流,出口溫度,出口壓力,流量計(jì)頻率信號可以接STC-2的開關(guān)量輸入,可以計(jì)算單位時間流量,還可以計(jì)算總流量。STC-2需要安裝三個電流互感器。
對于熱力站可能需要多個STC-1或者STC-2,安裝時可以把他們的RS485接口通過雙絞線構(gòu)成一個RS485網(wǎng)絡(luò),然后通過1臺SCM-1通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
電臺也安裝在控制箱內(nèi),通過50歐姆饋線輸出。電臺的通信接口接STC-1、SCT-2或者SCM-1的RS232接口。
3. 通信
SCADA系統(tǒng)的通信方式可以多種多樣,考慮系統(tǒng)的可靠性,有可能還要有備用通道。通信的方式總體說來分為兩種,一種是自己架設(shè)的專線系統(tǒng),一種是架設(shè)在公網(wǎng)上的系統(tǒng)。
自己架設(shè)的系統(tǒng):自成系統(tǒng),不需要別人參與,運(yùn)行費(fèi)用低,架設(shè)成本高,需要用戶自己維護(hù)。包括,自架的電話線,雙絞線,光纜,載波,微波,電臺等。
公網(wǎng)系統(tǒng):電話線,專線,ISDN,幀中繼,衛(wèi)星線路,GPRS等。架設(shè)費(fèi)用低,不需要用戶維護(hù),運(yùn)行費(fèi)用高。
用戶選擇時需要自己根據(jù)各種利益和費(fèi)用考慮。
考慮熱力管網(wǎng)分散,和建設(shè)的速度,我們推薦采用無線方式。
自行架設(shè)可以采用數(shù)傳電臺,相關(guān)手續(xù):到無線電管理委員會申請頻點(diǎn),登記,購買數(shù)傳電臺。費(fèi)用:頻點(diǎn)占用費(fèi),電臺費(fèi)用,饋線,天線費(fèi)用,架設(shè)費(fèi)用。
參考數(shù)傳電臺:
數(shù)傳電臺可以選擇深圳固迪GD230V型25W/8W功率穩(wěn)定型無線數(shù)傳電臺,具有如下特點(diǎn):
● 高性能、高穩(wěn)定、高可靠
● 適合于各種惡劣的工作環(huán)境;
● 精密壓鑄鋁結(jié)構(gòu)配合精良的電路設(shè)計(jì),抗干擾能力更強(qiáng);
● 采用溫補(bǔ)頻率基準(zhǔn)源,確保高穩(wěn)定收發(fā)頻率;
● 專業(yè)的散熱設(shè)計(jì)適合于長期不間斷工作;
● 有效通信距離遠(yuǎn);
● 采用頻率合成技術(shù),通過計(jì)算機(jī)靈活方便地設(shè)置頻點(diǎn);
● **設(shè)置通過設(shè)置軟件完成,操作簡便;
● 點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn),靈活組網(wǎng);
● 提供外置調(diào)制解調(diào)器接口;
● 提供模擬通道,方便進(jìn)行話音通信;
● 可選配手咪喇叭配件,直接對講,方便工程施工;
● 電源工作指示燈、空中收發(fā)指示燈及數(shù)據(jù)收發(fā)指示燈使工作狀態(tài)一目了然;
● 采用超大規(guī)模集成電路,低功耗設(shè)計(jì),SMT生產(chǎn)工藝;
● 工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計(jì),溫度范圍寬。
● 集收發(fā)數(shù)據(jù)、話音通信于一體,功能強(qiáng)大。
1. 總體指標(biāo):
● 頻率范圍:VHF/UHF
● 頻率穩(wěn)定度:1.5ppm
● 信道間隔:25KHz/12.5KHz
● 調(diào)制方式:MSK
● 數(shù)據(jù)接口:RS-232(標(biāo)準(zhǔn)配置) RS-485(選配)
● 接口速率:9600/4800/2400/1200bps(可設(shè)置)
● 接口校驗(yàn):無校驗(yàn)/奇校驗(yàn)/偶校驗(yàn) (可設(shè)置)
● 信道速率:2400/1200bps (可設(shè)置)
● 信道總數(shù):16 (可擴(kuò)充)
● 天線阻抗:50Ω
● 電源電壓:DC 13.8V?。?2—15V)
● 電源消耗:接收時<100mA,滿功率發(fā)射時<5.5A
● 體積:長×寬×高=149mm×109mm×50mm
2.接收機(jī)指標(biāo):
● 接收靈敏度:≤0.25μV(12dB信納比)
● 雜散及鏡頻干擾:≥70dB
● 鄰道選擇性:≥70dB
● 接收失真:≤3%
3.發(fā)射機(jī)指標(biāo):
● 輸出功率:25W (5-25W連續(xù)可調(diào))
● 頻偏:5Kc
● 鄰道抑制比:≥70dB
● 雜散發(fā)射比:≥70dB
● 發(fā)射啟動時間:≤40ms
參考GPRS
GPRS MODEM 可以選擇深圳市泰達(dá)鑫通信技術(shù)有限公司開發(fā)的TGM8800 GPRS無線數(shù)傳系統(tǒng)。
4. 主站端
選用計(jì)算機(jī)硬件軟件的原則為夠用,**時間內(nèi)不落后。選用油井控制器的原則價格合理,可靠性高。
4.1. 硬件
根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況配置個人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器,包括監(jiān)控工作站、通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
監(jiān)控工作站選用流行的個人計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盤,20英寸顯示器或者17英寸LCD顯示器,鍵盤、鼠標(biāo)和多媒體套件。配備打印機(jī)一臺。
通信服務(wù)可以選擇工控機(jī),對機(jī)器要求不是非常高,可以靈活配置。
數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選擇小型工作組服務(wù)器即可。
4.2. 軟件
軟件選用組態(tài)軟件,可以選用的產(chǎn)品:**的 開務(wù)2000,組態(tài)王等,國外的INTOUCH,FIX等。
參考價格:**不限點(diǎn)版本 報價 5萬元左右,可以有折扣。
國外軟件可以向代理商咨詢,也有國外的盜版軟件可用。
系統(tǒng)集成工作:包括實(shí)時數(shù)據(jù)庫建立,數(shù)據(jù)命名,畫面設(shè)計(jì),畫面制作,畫面數(shù)據(jù)與實(shí)時數(shù)據(jù)鏈接。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器安裝,配置。WEB服務(wù)安裝,配置,WEB頁面制作等。
完成功能:
監(jiān)控中心采集現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算處理,對運(yùn)行人員提供操作指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)的監(jiān)測控制、熱量供需量分析、管網(wǎng)水力分析、故障診斷報告、歷史數(shù)據(jù)處理、趨勢顯示等功能。
5. 規(guī)約說明
MODBUS 規(guī)約
MODBUS規(guī)約是MODICOM公司開發(fā)的一個為很多廠商支持的開放規(guī)約
Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議,控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行集中監(jiān)控。
此協(xié)議定義了一個控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了控制器請求訪問其它設(shè)備的過程,如果回應(yīng)來自其它設(shè)備的請求,以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。
當(dāng)在Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時,此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設(shè)備地址,識別按地址發(fā)來的消息,決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng),控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上,包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口,它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)。控制器能直接或經(jīng)由Modem組網(wǎng)。
控制器通信使用主—從技術(shù),即僅設(shè)備(主設(shè)備)能初始化傳輸(查詢)。其它設(shè)備(從設(shè)備)根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)做出相應(yīng)反應(yīng)。典型的主設(shè)備:主機(jī)和可編程儀表。典型的從設(shè)備:可編程控制器。
主設(shè)備可單獨(dú)和從設(shè)備通信,也能以廣播方式和所有從設(shè)備通信。如果單獨(dú)通信,從設(shè)備返回消息作為回應(yīng),如果是以廣播方式查詢的,則不作任何回應(yīng)。Modbus協(xié)議建立了主設(shè)備查詢的格式:設(shè)備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)、錯誤檢測域。
從設(shè)備回應(yīng)消息也由Modbus協(xié)議構(gòu)成,包括確認(rèn)要行動的域、任何要返回的數(shù)據(jù)、和錯誤檢測域。如果在消息接收過程中發(fā)生錯誤,或從設(shè)備不能執(zhí)行其命令,從設(shè)備將建立錯誤消息并把它作為回應(yīng)發(fā)送出去。
在其它網(wǎng)絡(luò)上,控制器使用對等技術(shù)通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨(dú)的通信過程中,控制器既可作為主設(shè)備也可作為從設(shè)備。提供的多個內(nèi)部通道可允許同時發(fā)生的傳輸進(jìn)程。
在消息位,Modbus協(xié)議仍提供了主—從原則,盡管網(wǎng)絡(luò)通信方法是“對等”。如果控制器發(fā)送消息,它只是作為主設(shè)備,并期望從從設(shè)備得到回應(yīng)。同樣,當(dāng)控制器接收到消息,它將建立一從設(shè)備回應(yīng)格式并返回給發(fā)送的控制器。
查詢
查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段包含了從設(shè)備要執(zhí)行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設(shè)備讀保持寄存器并返回它們的內(nèi)容。數(shù)據(jù)段必須包含要告之從設(shè)備的信息:從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數(shù)量。錯誤檢測域?yàn)閺脑O(shè)備提供了一種驗(yàn)證消息內(nèi)容是否正確的方法。
回應(yīng)
如果從設(shè)備產(chǎn)生正常的回應(yīng),在回應(yīng)消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的回應(yīng)。數(shù)據(jù)段包括了從設(shè)備收集的數(shù)據(jù):像寄存器值或狀態(tài)。如果有錯誤發(fā)生,功能代碼將被修改以用于指出回應(yīng)消息是錯誤的,同時數(shù)據(jù)段包含了描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設(shè)備確認(rèn)消息內(nèi)容是否可用。
控制器能設(shè)置為兩種傳輸模式(ASCII或RTU)中的任何一種在標(biāo)準(zhǔn)的Modbus網(wǎng)絡(luò)通信。用戶選擇想要的模式,包括串口通信參數(shù)(波特率、校驗(yàn)方式等),在配置每個控制器的時候,在Modbus網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數(shù)。
所選的ASCII或RTU方式僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的Modbus網(wǎng)絡(luò),它定義了在這些網(wǎng)絡(luò)上連續(xù)傳輸?shù)南⒍蔚拿恳晃?,以及決定怎樣將信息打包成消息域和如何解碼。
在該系統(tǒng)中,我們僅僅支持RTU的幀格式。
每個字節(jié)的位
. 1個起始位
. 8個數(shù)據(jù)位,有效位先發(fā)送
. 1個奇偶校驗(yàn)位,采用偶校驗(yàn)
. 1個停止位
錯誤檢測域
. CRC校驗(yàn)
地址域
消息幀的地址域包含兩個字符(ASCII)或8Bit(RTU)。可能的從設(shè)備地址是0...247 (十進(jìn)制)。單個設(shè)備的地址范圍是1...247。主設(shè)備通過將要聯(lián)絡(luò)的從設(shè)備的地址放入消息中的地址域來選通從設(shè)備。當(dāng)從設(shè)備發(fā)送回應(yīng)消息時,它把自己的地址放入回應(yīng)的地址域中,以便主設(shè)備知道是哪一個設(shè)備做出回應(yīng)。
地址0是用作廣播地址,以使所有的從設(shè)備都能認(rèn)識。當(dāng)Modbus協(xié)議用于更高水準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò),廣播可能不允許或以其它方式代替。
功能域
消息幀中的功能代碼域包含了兩個字符(ASCII)或8Bits(RTU)??赡艿拇a范圍是十進(jìn)制的1...255。當(dāng)然,有些代碼是適用于所有控制器,有此是應(yīng)用于某種控制器,還有些保留以備后用。
當(dāng)消息從主設(shè)備發(fā)往從設(shè)備時,功能代碼域?qū)⒏嬷畯脑O(shè)備需要執(zhí)行哪些行為。例如去讀取輸入的開關(guān)狀態(tài),讀一組寄存器的數(shù)據(jù)內(nèi)容,讀從設(shè)備的診斷狀態(tài),允許調(diào)入、記錄、校驗(yàn)在從設(shè)備中的程序等。
當(dāng)從設(shè)備回應(yīng)時,它使用功能代碼域來指示是正?;貞?yīng)(無誤)還是有某種錯誤發(fā)生(稱作異議回應(yīng))。對正?;貞?yīng),從設(shè)備僅回應(yīng)相應(yīng)的功能代碼。對異議回應(yīng),從設(shè)備返回一等同于正常代碼的代碼,但最重要的位置為邏輯1。
支持主要功能碼:
Read Coil Status
Read Input Status
Read Holding Registers(讀保持寄存器)
Read Input Registers (讀輸入寄存器)
Force Single Coil (設(shè)置單個繼電器)
Preset Single Register (設(shè)置單個保持寄存器)
Force Multiple Coils(設(shè)置多個線圈)
Preset Multiple Registers(設(shè)置多個保持寄存器)
Read General Reference (讀文件)
Write General Reference
Mask Write 4X Register
Read/Write 4X Registers (讀寫保持寄存器)
Read FIFO Queue(讀FIFO隊(duì)列)
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