AI系列儀表通訊協(xié)議7.0說明文檔

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。最新的
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)更優(yōu)越的潛力，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。
按RS485接口的規(guī)定，RS485通訊接口可在一條通訊線路上連接最多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位校驗碼
的正確性是簡單奇偶校驗的 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100%
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最多可連接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
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)（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。
校驗碼：校驗碼采用16位求和校驗方式，其中讀指令的校驗碼計算方法為：
要讀參數(shù)的代號×256+82+ADDR
寫指令的校驗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，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：
儀表型號 調(diào)節(jié)器 AI-708M AI-708H/808H AI-808H AI-301M頻率調(diào)
溫控器 巡檢儀 流量通道 溫度/壓力通道 節(jié)器/IO模塊
PV 測 量 值 測量值 瞬時流量測量值 溫度測量值，單 測量值PV
PV 位為0.1℃
SV 當(dāng)前給定 通道號 累積流量低位 壓力測量值，單 當(dāng)前給定值SV
值SV （1-6） 或批量控制測量 位為0.001MPa
值
MV 輸 出 值 狀態(tài)字節(jié) 累積流量高位 補(bǔ)償前流量或 調(diào)節(jié)輸出值MV
MV B 或批量控制給定 頻率值，單位
狀態(tài)字節(jié) 值 0.1Hz
B
狀態(tài)字節(jié) 狀態(tài)字節(jié) 狀態(tài)字節(jié) 狀態(tài)字節(jié)A
A A
參數(shù)值 表示要讀或?qū)懙膮?shù)的值
返回校驗碼：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）：
調(diào)節(jié)器及單顯表（V7.0） AI-702M/704M/706 調(diào)節(jié)器、溫控器及單顯表（V7.5）
M
位0 上限報警（HIAL） 上限報警（HIAL） HIAL
位1 下限報警（LoAL） 下限報警（LoAL） LoAL
位2 正偏差報警（dHAL） 0 HdAL
位3 負(fù)偏差報警（dLAL） 0 LdAL
位4 輸入超量程報警（orAL） 超量程報警（orAL） orAL
位5 AL1狀態(tài)，0為動作 0 備用（0）
位6 AL2狀態(tài)，0為動作 0 0表示MV為輸出值，1為狀態(tài)字
B
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
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)口均可作為I/O端口，利用修改NONC（常開/常閉）參數(shù)即可實現(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
參數(shù)代號 調(diào)節(jié)器 巡檢儀
AI-518/708/808/518P/7
10進(jìn)制 16進(jìn)制 AI-519/719/719P AI-501/701 AI-702M/704M/706M
08P/808P

"AI系列儀表通訊協(xié)議7.0說明文檔" 是一份詳細(xì)闡述了針對AI系列（例如用于自動化控制、數(shù)據(jù)采集或監(jiān)測的各類電氣儀表）所采用的一種特定通信標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范。這份文檔主要包括以下內(nèi)容： 1. **概述**：介紹該版本協(xié)議的目的、適用范圍，以及與上一版（如6.0）的主要更新和改進(jìn)之處。 2. **協(xié)議結(jié)構(gòu)**：描述協(xié)議的數(shù)據(jù)格式、幀格式、報文類型（如命令/響應(yīng)、事件通知等）、傳輸層參數(shù)（如波特率、校驗方式、同步方式等）。 3. **功能模塊**：詳述協(xié)議支持的各項功能模塊，如模擬量輸入/輸出、數(shù)字量輸入/輸出、計時器、計數(shù)器、PID控制器、網(wǎng)絡(luò)配置、遠(yuǎn)程設(shè)定等，并給出相應(yīng)的調(diào)用接口和使用方法。 4. **錯誤處理機(jī)制**：定義可能出現(xiàn)的錯誤碼及其含義，以及在出現(xiàn)異常情況時如何通過協(xié)議進(jìn)行錯誤報告和恢復(fù)策略。 5. **安全措施**：涉及協(xié)議層面的安全防護(hù)機(jī)制，比如數(shù)據(jù)加密、身份驗證、訪問權(quán)限控制等，確保通信過程中的信息安全。 6. **實施步驟**：為用戶提供了設(shè)備固件升級、配置參數(shù)設(shè)置、通信線路連接等實際操作指引。 7. **示例應(yīng)用**：提供若干典型應(yīng)用場景下的通信實例及代碼解析，幫助用戶理解和快速掌握協(xié)議的應(yīng)用實踐。 總之，這份文檔是工程師在開發(fā)、調(diào)試、維護(hù)基于AI系列儀表的控制系統(tǒng)時不可或缺的重要參考資料。