宇電AIBUS及MODBUS通訊協議說明（V8.0）

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的通訊協議，能用簡單的指令實現全面的功能，其特點是寫參數的同時亦可完成讀功能，因此寫參數時不破壞讀的循環周期時間，加上指令長度較少，因此具有比MODBUS更快的速率（尤其是有寫入指令時，MODBUS的寫入指令不能同時完成讀下位機數據的功能，會破壞讀指令的周期，延長了讀的循環周期），AIBUS協議具有組建大規模過程控制系統能力。AIBUS采用了16位的求和校正碼，下位機運算快速且通訊可靠，支持9600和19200等不同波特率，在19200波特率下，上位機訪問一臺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40mS。儀表允許在一個RS485通訊接口上連接多達80臺儀表（為保證通訊可靠，儀表數量大于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，其軟件資源豐富，發展速度極快?；cPC的上位機軟件廣泛采用WINDOWS作為操作環境，不僅操作直觀方便，而且功能強大。的工業平板觸摸屏式PC的應用，更為工業自動化帶來新的界面。這使得采用儀表+上位機結構的測控系統價格大大低于傳統DCS系統，而性能及可靠性也具備比傳統DCS系統更*的潛力。宇電AI-5系列儀表寫入壽命可達100萬次，而AI-7/8系列儀表則允許連續寫參數，如寫給定值或輸出值，寫入壽命高達10億次，可利用上位機將儀表組成復雜調節系統。

一、接口規格

AI系列儀表使用異步串行通訊接口，接口電平符合RS232C或RS485標準中的規定。數據格式為1個起始位，8位數據，無校驗位，1個或2個停止位。通訊傳輸數據的波特率可調為4800~19200 bit/S，通常用9600 bit/S，單一通訊口所連接儀表數量大于40臺或需要更快刷新率時，推薦用19200bit/S，當通訊距離很長或通訊不可靠常中斷時，可選4800bit/S。AI儀表采用多機通訊協議，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1KM以上（部分實際應用已達3-4KM），只需兩根線就能使多臺AI儀表與計算機進行通訊，優于RS232通訊接口。為使用普通個人計算機PC能作上位機，可使用RS232/RS485或USB/RS485型通訊接口轉換器，將計算機上的RS232通訊口或USB口轉為RS485通訊口。宇電為此專門開發了新型RS232/RS485及USB/RS485轉換器，具備體積小、無需初始化而可適應任何軟件、無需外接電源、有一定抗雷擊能力等優點。

按RS485接口的規定，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。需要聯接更多的儀表時，需要中繼器，也可選擇采用1/2或1/4負載等芯片的通訊接口來增加可連接儀表的數量。目前生產的AI儀表通訊接口采用低負載芯片并且一定的防雷擊和防靜電功能，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將通訊接口與儀表的其他部分線路隔離，當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生影響。同樣當儀表的通訊部分損壞或主機發生故障時，儀表仍能正常進行測量及控制，并可通過儀表鍵盤對儀表進行操作，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，基本能保證數據可靠性。并且同一網絡上有其他公司也采用主從方式通訊的產品時，如PLC、變頻器等，多數情況下AI系列儀表都不會受其它公司產品通訊干擾，不會產生采集數據混亂或無法通訊的問題。但是AI儀表協議并不能保證其它公司產品能否正常工作，所以除非萬不得已，不應將AI儀表與其它產品混在一個RS485通訊總線上，而應分別使用不同的總線。

二、通訊指令

AI儀表采用16進制數據格式來表示各種指令代碼及數據。AI儀表軟件通訊指令經過優化設計，標準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軟件編寫容易，但能*完整地對儀表進行操作；標準讀和寫指令分別如下：

讀： 地址代號+52H（82）+要讀的參數代號+0+0+校驗碼

寫： 地址代號+43H（67）+要寫的參數代號+寫入數低字節+寫入數高字節+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zui多可連接81臺AI儀表，儀表的通訊地址由參數Addr決定。儀表內部采用兩個重復的128~208（16進制為80H~D0H）之間數值來表示地址代號，由于大于128的數較少用到（如ASC方式的協議通常只用0-127之間的數），因此可降低因數據與地址重復造成沖突的可能性。AI儀表通訊協議規定，地址代號為兩個相同的字節，數值為（儀表地址+80H）。例如：儀表參數Addr=10（16進制數為0AH，0A+80H=8AH），則該儀表的地址代號為：

8AH  8AH

參數代號：儀表的參數用1個8位二進制數（一個字節，寫為16進制數）的參數代號來表示。它在指令中表示要讀/寫的參數名。

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位二進制加法計算得出的余數（溢出部分不處理）：

要寫的參數代號×256+67+要寫的參數值+ADDR

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

返回數據：無論是讀還是寫，儀表都返回以下10個字節數據：

測量值PV+給定值SV+輸出值MV及報警狀態+所讀/寫參數值+校驗碼

其中PV、SV及所讀參數值均各占2個字節，代表一個16位二進制有符號補碼整數，低位字節在前，高位字節在后，整數無法表示小數點，要求用戶在上位機處理；MV占一個字節，按8位有符號二進制數格式，數值范圍-110~＋110，狀態位占一個字節，校驗碼占2個字節，共10個字節。不同型號儀表返回各數據含義如下：

返回校驗碼：為PV+SV+（報警狀態*256+MV）+參數值+ADDR按整數加法相加后得到的余數。計算校驗碼時，每2個8位字節組成1個16位二進制整數進行加法運算，溢出數忽略，余數作為校驗碼。

狀態字節A表示儀表部分狀態，其含義如下（位7固定為0）：

巡檢儀具備狀態字節B。狀態字節B的位0~6分別表示OP1、OP2、AL1、AL2、AU1、AU2及MIO口的輸入狀態，0表示為未接通或未輸出，1表示外部開關接通或有輸出，OUTP或AUX做調節輸出時則對應位固定為0。利用功能可將對應端口作為上位機開關量的輸出或輸出，應用ALP參數設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）參數即可實現對開關量的輸出，作為開關量輸入時，應將nonc對應位設置為常開，若讀入信號為1，則表示外部開關閉合或有信號輸入。

AI儀表可讀/寫的參數代號表（V8.0  518/518P/708/708P/719/719P）

說明：

1、帶一個*星號的參數僅為AI-518P/708P/719P可用，若對AI-518/708/719讀寫則視為無效參數代號，帶**的參數是AI-719等儀表方可使用,帶***的參數是AI-518P/708P/719/719P等型號方可使用。

2、如果向儀表讀取參數代號在表格中以外的參數（無效參數代號或備用參數代號），則儀表返回的參數值，高位值為127（若讀成整數就是32512~32767，由于AI系列儀表參數zui大設置范圍是32000，所以32512以上參數可以作為讀錯參數代號的標志），在上位機程序中予以處理；若讀取參數代號大于有效程序段的zui后一個數值（0B4H），則下位機視同傳輸出錯，不回應。

3、帶手動調節功能的儀表處于手動狀態時，可通過寫1AH參數來調節手動輸出值。

4、15H為儀表的型號特征字，不同型號儀表其數字不同，上位機可用于區分儀表型號：

針對不同型號儀表，上位機應對其傳輸數據做不同模式處理。

5、累積流量清零：AI-708H/808H的流量累積參數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。向參數代號2AH寫入31808，則可清除批量控制累積值，同時復位批量控制輸出繼電器。

三、編程方法

系統采用主從式多機通訊結構，每向儀表發一個指令，儀表返回一個數據。編寫上位機軟件時，注意每條有效指令儀表應在0~150mS內作出應答，而上位機也必須等儀表返回數據后，才能發新的指令，否則將引起錯誤。如果儀表超過zui大響應時間（150mS）仍沒有應答，則原因可能無效指令、通訊線路故障，儀表沒有開機，通訊地址不合等，此時上位機應重發指令或跳過改地址儀表。例如，將地址（參數ADDR）為1的儀表的給定值（參數代號0）寫為100.0℃(整數為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，數據位8，停止位2，無校驗。注意某些廠家的RS232/RS485通訊轉換器對RTS、DTR等控制線有一定的要求，上位機軟件必須對這些控制線進型編程。用本公司生產的RS232/RS485轉換器則可免去對這些線進行編程。

2、VB編程指令（寫SP1為1000）為：COMM1.OUTPUT=

CHR$(129)+CHR$(129)+CHR$(67)+CHR$(0)+CHR$(232)+CHR$(3)+CHR$(44)+CHR$(4)

    3、小數點處理（僅V8.0版本以上）：為提升效率，儀表傳送的所有數值均為16位二進制補碼整數，因此上位及必須將整數按一定規則轉換為帶小數點的實際數據，方法是在上位機程序啟動后，應優先讀取參數dPt（0CH）獲得測量信號的小數點位置。注意：如果dPt的數值大于或等于128，則表示所傳輸的測量值，以及與測量值相同單位的參數應該除以10后進行顯示，當對下位機寫這類參數值時，則應將顯示的數取消小數點成為整數，再乘以10，按16位二進制補碼下傳數據。

通訊的技術指標如下：

注：對于AI-5XX系列儀表，寫入參數周期不易低于2分鐘，否則可能導致儀表在5年保修期內損壞存儲單元損壞。

• MODBUS兼容通信協議

從V8.2版本開始，AI系列儀表可選擇使用MODBUS通信協議，AI儀表能支持MODBUS協議下的2條子指令，以更廣泛地與其它MODBUS設備相互通信，為保證速率，AI儀表采用RTU（二進制）模式，波特率必須設置為9600bit/S，無奇偶校驗位，支持03H（讀參數及數據）及06H（寫單個參數）這兩條指令。

對于518/708/708P/719/719P等型號儀表的03指令，要求一次性讀取4個數據，指令如下：

ADDR+03H+0+要讀的參數代號+0+4+CRC校驗碼

返回數據為：ADDR+03H+08H+測量值PV高位+測量值PV低位+給定值SV高位+SV低位+報警狀態+輸出值MV+所讀參數值高位+所讀參數值低位+CRC校驗碼低位+CRC校驗碼高位

寫單個參數指令為：

ADDR+06H+0+要寫的參數代號+要寫入的數據高位+要寫入數據低位+CRC校驗碼

由于MODBUS協議的本身的限制，使用寫指令無法返回測量值等信息，會導致寫入時測量值無法刷新，因此應盡量減少寫指令的使用，以免影響系統性能。