NHR系列智能显示控制仪表RS-485通信中应用
01摘要
NHR系列智能显示控制仪表是经过多年开发制造经验而设计生产，集诸多全新功能于一身的新一代智能显示控制仪表。针对现场温度、压力、液位、速度、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统，广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。产品的EMC设计符合GB/T176262-11相关规定，同时产品取得了CE认证。
02产品的市场背景
在自动化控制领域，随着分布式控制系统的发展，在产业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通讯来达到远程信息交换的目的。目前，用于串行通讯的接口标准包括：RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准，广泛应用在短间隔、较低波特率串行通讯中。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的进步。RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型，它属于七层OSI (open system interconnection，开放系统互连)模型物理层的协议标准。由于性能优异、结构简单、组网轻易，RS-485总线标准得到了越来越广泛的应用。下面是关于虹润NHR 系列智能显示控制仪表在RS-485通信中的应用。
03产品的技术原理
1、系统技术方案
工业场合中,经常要用一些仪表去控制如温度、液位、流量等。在某些场合,需要1台控制器灵活地控制多台仪表,以达到设计控制目的。
本文利用标准的MODBUS RTU通讯协议与 RS-485通信指令,方便的实现与多台虹润NHR系列仪表的串行通信成功的实现了用单台控制器对多台仪表的灵活控制。可编程控制器允许在一个RS-485通信接口上连接多达100台虹润仪表,仪表大于60台时,需加一个RS-485中继器，RS-485通信口通信距离长达1KM以上。
2、RS-485总线的硬件设计
考虑到此控制系统中网络节点数较多，整个网络超过100个节点，为保证通讯的可靠性和通讯效率按照仪表在系统中实现的不同功能、数据流量、实时性要求把各仪表分布到两条总线上，而且所选器件中的RS-485芯片驱动能力均达到255点，通讯速率选96Kbps，离主站最远的节点不超过50m。
3、网络协议
为了能使具体的命令、数据在网络上正确地传输，在数据链路层必须提供一定的网络协议，保证在物理层的比特流出现错误时进行检测和校正，同时实现数据帧和命令帧的功能。然而，为保证数据传输质量，对每个字节进行校验的同时，应尽量减少特征字和校验字，而常用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成，每个数据包长度达20～30字节，在RS-485系统中显得又有些繁杂。由于MODBUS协议是公然的通讯协议，而且被很多的工控产品生产厂家支持，该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中，因此，本系统采用MODBUS协议作为此控制系统的网络协议。
在此控制中由于对PLC和变频器的通讯数据量小而且实时性要求不高，因此采用MODBUS ASCII方式，而对单片机的数据通讯量较大且实时性要求高,因此采用MODBUS RTU方式。
04产品的应用
考虑到100台仪表在RS485总线上的实时性、有效性、正确性，现将100台虹润NHR系列智能控制仪表通讯组网分为两条总线，分别由PLC的串口扩展口分别定义为A1、B1和A2、B2 ；下面是虹润NHR系列智能控制仪表与PLC主机连接图，见图1、图2：
图1：虹润仪表与PLC组网图
图2：虹润仪表与PLC组网图
1、虹润NHR系列智能显示控制仪表通信参数配置
(1)、通信方式为RS-485, (1个起始位，1个或2个停止位，8位数据，无奇偶校验)
(2)、通信传输数据的波特率（12K 24K 48K 96K 192K）可在仪表叁数baud中设定
(3)、通信协议为标准Modbus Rtu 模式
这里重点突出可编程控制器与虹润NHR仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式，图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个NHR仪表相连接,最多可达到100台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份，( 地址码可在仪表叁数Addr中设定)，子单元和主单元采用地址轮询方式。这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过RS485总线对挂在下面的所有仪表进行控制 *** 作。
2、虹润NHR系列智能数字显示控制仪通信数据流解析
本通信协议采用标准ModBus协议，采用RTU（十六进制数）传输模式。ModBus协议是一种主---从式协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站管理信息交换，且只有主站能发起。主站会依次对从站进行轮流查询。只有当从站地址与轮询地址相匹配，从站才能回复消息。从站之间不能进行直接通信。协议桢中不包含任何消息报头及消息结束符，消息的开始和结束依靠间隔时间来识别，当间隔时间长于或等于35个字符时，即作为检测到桢结束。如果网络内没有与查询地址相一致的从站或从站接收时CRC校验出错，主站将不会接收到返回桢，这时主站根据超时设定判断是否超时，如超时，作出重发或d出异常错误窗口动作。
协议桢定义如下：
从站地址：地址必须在1---247之间。
在同个主站网络中每个从站地址必须唯一。
0为广播地址，从站接收消息并作相应处理，但不能回复消息。
功能代码：包含读、写寄存器。
数据：以二进制代码传输。
CRC16：循环冗余校验，校验从从站地址到数据区最后一个字节，计算多项式码为A001(hex)。
（1）、通讯口设置
通讯方式 异步串行通讯接口，如RS-485，RS-232等。
波 特 率 2400～9600bps（可由设定仪表二级参数自由更改，设定仪表二级参数BT，默认4800）。
（2）、字节数据格式 HEX
一位起始位、八位数据位、一位停止位、无校验
（3）、消息桢格式（读、写功能是从主站角度定义的）
读寄存器桢
读寄存器返回桢
写寄存器桢
写寄存器返回桢
错误返回桢
功能代码表：1
错误代码表：2
3、产品
05结论
本文利用标准的MODBUS协议和虹润NHR系列智能显示控制仪表进行RS-485通信，实现了单台控制器控制多台NHR仪表的任务，并能实时检测各仪表的运行状态，整个系统控制灵活方便, 方案结构简单，开发成本低，周期短，既使在恶劣的工业环境下也能稳定工作。
之所以京东可以做到如此短的时间，得益于其将物联网技术应用于供应链管理中，井然有序的供应链管理让京东的现金周转率持续降低。下面具体从采购、仓储、配送分拣、运输等环节来具体分析一下京东商城是如何将物联网技术融入供应链管理环节的。
1）在采购环节，京东商城依靠其包含RFID、EPC、GIS、云计算等多种物联网技术的先进系统对一个区域进行发散分析，从而了解客户的区域构成、客户密度、订单的密度等，根据这些数据提前对各区域产品销售情况进行预测，根据预测销售量备库，同时决定采购商品分配到哪些区域的仓库，及各仓库分配数量。
物联网技术的应用可以使京东由产品销售总量的预测细化到各个区域，根据销售前端传来的详细信息，有利于采购人员做出更合理的采购决策。例如，在京东成熟的3C数码市场领域，其产品平均库存周转率约为116天，京东采购人员会对相关产品进行频繁采购，同时开放平台的供应商可以在其后台即时查看产品销售情况以及时补货。在这个环节上，物联网技术减少了用户在下订单出现缺货现象的可能性，有利于顾客更快做出购物决策，增加购物的流畅感，提高了顾客的消费体验。从成本管理角度分析，物联网技术可以帮助采购人员更合理的做出采购决策，加速了产品库存周转率，提高了产品合理分配仓库程度，节约了属于作业成本范畴的采购成本、库存成本、物流成本；销售数据与供应商的直接交流，允许供应商自行补货，也降低了交易成本的谈判成本、协调成本、信息成本。
2）在仓储环节，京东商城应用的主要是RFID技术、EPC库存取货技术、库存盘点技术以及智能货架技术，以此实现仓库自动化管理。京东商城将自身库房划分为三大区域，分别为收货区、仓储区、出库区。在收货区，京东商城首先对供应商送来的商品进行质量抽检，然后利用EPC和电子标签技术给每一件商品贴上条形码标签，作为该件商品的独一无二的身份识别证据，随后全部商品在仓储区域上架入库，每一货架均有唯一编号。上架时，京东仓库商品管理人员会利用PDA（手持终端）设备扫描商品条形码和商品进行关联后传入信息系统。这样，用户订单下达后，仓库商品管理人员可以依据系统记录直接到相应的货
▌ 数字化转型案例
◆德国汉高集团与阿里1688达成年度营销战略合作
1月26日消息，德国百年化工巨头汉高集团与阿里1688达成年度营销战略合作，成为首家与1688数字营销平台达成年度战略合作的化工企业。1688数字营销将基于线上线下全域营销产品矩阵，依靠生态化服务体系，为汉高提供行业化个性化的全年营销解决方案，通过增值服务权益、特色营销场景、服务培训支持、产品数据优势、1&N品牌及经销商联合营销工具等结合全方位赋能，助力汉高更好应对客户日益增长的数字化需求，进一步挖掘市场潜力。
◆联合利华与京东超市达成战略合作
日前，联合利华与京东超市达成战略合作，将在品类建设、营销共创、 科技 驱动、无界零售等方面开展合作。根据协议，2019年联合利华将在京东超市推出多个新品，打造京东专属产品线，京东超市将加速向联合利华开放“用户运营中心”工具使用，帮助双方加速精准营销。此外，联合利华将在2019年上半年落地协同仓等战略合作项目，加速双方全面协同项目落地。
◆房企碧桂园要转型高 科技 企业
1月21日碧桂园集团2019年度会议上，碧桂园董事会主席杨国强表示，我们现在要朝着一个高 科技 企业去做，这是我们未来强大竞争力的源泉，未来我们的三个重点是：地产、农业、机器人。2018年以来，碧桂园不惜重金发力进军机器人、现代农业和新零售等风口领域，从建筑机器人到现代农业，碧桂园的新布局无不是围绕“房”和“地”进行。
◆海尔携手科思创共建数字化联合实验室
近日，全球大型家电品牌海尔与德国材料生产商科思创在青岛正式签订合作协议，依托海尔工业智能研究院，共建“海尔-科思创数字化联合实验室”。该实验室将致力于研发家电生产过程中与聚氨酯工艺相关的数字化解决方案，旨在为化工行业数字化转型树立新标杆。通过“海尔-科思创数字化联合实验室”，双方将在生产线数据获取、在线质量监测、数据分析和挖掘以及工艺流程优化等多个领域联合研发解决方案。
◆百丽国际去中心化推动数字化转型
近日，百丽国际执行董事李良在接受采访时表示，百丽数字化转型的总体思路是去中心化，将数字化工具的运用推到前端去。在李良看来，传统鞋业零售存在“数据割裂”的三大痛点：第一，底层数据是割裂的，商场数据无法及时反馈品牌和商家；第二，不同区域、不同渠道、不同门店的数据是割裂的，无法形成有效的“数据对齐”；第三，反应机制是割裂的，宏观数据和微观决策之间是割裂的，数据无法快速帮助一线销售人员回答问题，无法指导供应链及时调整。
◆中海油试水数字化转型
1月23日，中海油公布新一年的经营策略和发展战略。2019年，中海油计划增加资本开支，而油气增储上产、数字化转型以及 探索 海上风电将是工作要点。中海油管理层表示，关于数字化以及智能化，基于此前积累的带昂勘探开发的资料完善数据库，对未来勘探研究、开发策略形成指导，同时也会利用人工智能技术对海上作业提供远程支持，通过智能油田以及云平台的建设， 探索 业务数字化创新。
▌人工智能
◆华中 科技 大学成立人工智能研究院
1月26日，华中 科技 大学人工智能与自动化学院、人工智能研究院正式成立，副省长陈安丽和华中 科技 大学党委书记邵新宇、校长李元元共同揭牌。目前，华中 科技 大学在人工智能领域学术产量居国内第八位，成果质量居国内第六位。对标国家战略，服务湖北发展，华中 科技 大学深化产教融合、校企合作，以原自动化学院为主体，健全机构，创新体制，成立人工智能与自动化学院、人工智能研究院。
◆海龙大厦完成电子卖场转型升级
随着互联网时代的来临，海龙电子城也加快“改造升级”，开启转型之路。海龙大厦由以前的电子卖场转型升级为全国首家智能硬件创新中心，期间经历了疏解电子产品销售商户、回租回购小业主产权、加强产业升级调整，引入了地平线、旷视 科技 、硬蛋 科技 等在人工智能产业的领军企业，人工智能、孵化器等 科技 创新企业达到了90%以上，转型效果明显。
◆西安交大成立人工智能学院
1月21日，西安交通大学举行“人工智能学院”揭牌仪式。全球人工智能领域顶尖青年学者，北京旷视 科技 有限公司首席科学家、研究院院长孙剑被授予西安交大人工智能学院院长职务。学院将充分发挥西安交大在人工智能领域的学科发展和人才培养优势，形成高端人才积聚效应， 探索 智能产业产学研合作的新模式。
▌物联网
◆康佳携手阿里在物联网时代突围
近日，由康佳互联网事业部主办的“易的N次方”2019康佳互联网战略发布会暨年度营销盛典上，阿里巴巴和康佳集团宣布双方达成战略合作，阿里入股康佳集团旗下易平方和开开视界。2019年，康佳的互联网战略是发力“五大场景”，即在家庭场景、商旅场景、社区场景、景区场景和办公场景全面构建人与屏之间的“情景交融”。
◆华为5G重磅发布
1月24日，华为在北京举办5G发布会暨2019世界移动大会预沟通会，发布了全球首款5G基站核心芯片——华为天罡，致力打造极简5G，助推全球5G大规模快速部署。目前，华为已经获得30个5G商用合同，25,000多个5G基站已发往世界各地。同时，华为正式面向全球发布了5G多模终端芯片和基于该芯片的首款5G商用终端，带来首屈一指的高速连接体验，让万物互联的智慧世界与人们的生活更近了一步。
◆博世与雅观 科技 达成物联网战略合作协议
1月22日，博世安防通讯系统携手国内AIoT全屋智能前沿企业——杭州雅观 科技 共同签署战略合作协议，双方将在IoT物联网及相关领域结成长期、全面的战略伙伴合作关系，共同打造全屋智能体验，推动全屋智能行业发展。根据协议，双方将就博世ZigBee智能无线红外人体移动传感器以及博世ZigBee智能无线多功能传感器，接入雅观 科技 全屋智能解决方案进行合作。
◆菜鸟网络启用首个物联网机器人分拨中心
1月22日，菜鸟网络宣布，全国首个物联网机器人分拨中心在南京启用。机器人通过在分拨中心内移动，去往南京60多个配送网点的包裹按序分类，方便快递员配送。菜鸟柔性自动化工程师钟翔介绍，这一系统以 IoT 技术为核心，应用计算机视觉、多智能体机器人调度技术，实现了大件包裹在整个分拨中心内的全程可控、智能识别以及快速分拨。
▌区块链
◆腾讯与贵阳将在云计算、AI 和区块链等领域进行深度合作
1月26日，腾讯与贵阳市人民政府今天签署了深化合作协议，两方将发展数字经济，打造“数智贵阳”。腾讯将提供云计算、大数据、区块链、人工智能等领域的技术和经验。腾讯云还同步为“数智贵阳”提供底层区块链技术，打造贵阳“网络身份链凭证中心”，建成后将实现一经上链，在个人、企业授权的情况下处处使用，快速验证。
◆中信银行落地山东首笔区块链国内信用证福费廷业务
近日，中信银行济南分行成功为客户办理了辖内首笔区块链国内信用证福费廷业务，成为省内首家开展区块链福费廷业务的银行。2018年9月，中信银行与中国银行、民生银行合力开发了区块链福费廷交易平台。该平台通过运用区块链、大数据等技术手段，能有效解决了传统银行间资产交易存在的诸多弊端，可极大地提高交易效率，提升银行间资产交易的安全性，有效降低交易成本。
◆日本每日新闻社成立区块链实验室
1月22日，区块链风投公司Gaudiy与日本每日新闻社开始共同研究区块链技术及其开发。每日新闻社推出“每日新闻 Blockchain Lab”(简称MBL)，以研究和开发区块链在服务及新闻业的应用。MBL的目标是通过区块链技术构建信息的信任基础，为新闻的健全发展和公正做贡献。
▌大数据
◆山东省文化和 旅游 大数据研究中心成立
近日，山东省文化和 旅游 厅与济南大学战略合作签约仪式在济南大学举行，“山东省文化和 旅游 大数据研究中心”揭牌。双方在协议中约定，将本着资源共享、优势互补、务实重效、共同发展的原则，就建设山东省文化和 旅游 大数据研究中心和山东文化 旅游 研究等事宜，建立长期稳定的合作关系，共同致力于山东文旅融合大发展。
◆河南启动首个大数据信用融资服务平台
1月22日消息，在日前举办的河南省2019年重大项目银企对接会上，河南启动全省首个大数据信用融资服务平台——“信豫融”。该平台通过与工商、税务、不动产登记、海关、司法、环保、医保、社保等涉企经营和监管的信用信息实现实时共享，运用互联网、大数据、云计算和人工智能等新技术为金融机构、企业提供一站式信用大数据服务。
◆首个融媒体与大数据研究中心落户中国人民大学
1月22日，首个融媒体与大数据研究中心在中国人民大学举行挂牌仪式，成为国内首个以打造产学研相结合为特色的融媒体与大数据合作交流平台。中国人民大学文化产业研究院执行院长曾繁文表示，该研究中心首先要下大力气做好智库建设，成为融媒体发展和舆情大数据建设的核心智库。其次，整合资源做融媒体建设解决方案的提供商。同时，强化研究中心的辐射引领作用，为更多的地方政府和县域融媒体发展服务。
▌云计算
◆IDC公布中国云计算厂商份额数据
1月21日消息，市场研究机构IDC公布了2018年上半年中国公有云厂商市场份额数据。数据显示，阿里云、腾讯云和中国电信分列前三，分别是43%、112%和74%。阿里云的市场份额达到了第二名到第九名市场份额的总和，占据了中国云计算市场的半壁江山，这也是阿里云连续三年位居中国市场第一年。
◆启明星辰增资易捷思达，布局云计算
近日，启明星辰发布公告，为加强在信息安全方向布局的发展战略，决定由全资子公司向易捷思达增资5000万元。易捷思达成立于2014 年2月，由IBM中国研发中心OpenStack 核心研发团队创建，为企业级客户提供云计算产品与服务。启明星辰增资易捷思达，一方面，将利用易捷思达在云方面的积累，结合公司自身安全的能力，大力实践云安全；另一方面，公司提出的安全独立运营、安全技术的互联网+、人工智能化战略与云计算密不可分。
▌网络安全
◆爱尔兰调查Twitter数据泄露事件
1月26日消息，爱尔兰正在对Twitter的数据泄露事件发起调查。此前该机构收到Twitter的通知，称这家社交媒体网络发生了数据泄露事件。欧洲《通用数据保护条例》第33条规定，如果发生个人数据泄露事件，相关公司必须在了解情况后的72小时内上报监管方，并明确规定了要提交的资料数据和类型。违反隐私法可能会被处以最高达全球营收4%或2000万欧元的处罚，具体以数额更高者为准，而此前的罚款仅有数十万欧元。
◆国家网络安全产业园正式揭牌
1月21日，网络安全产业园入园企业座谈会在京举行, 在座谈会上，国家网络安全产业园区正式揭牌，包括360企业安全集团在内的10家网络安全企业签约入驻。国家网络安全产业园区的目标是将北京市建设成为国内领先、世界一流的网络安全产业集聚中心。预计，到2020年，产业园区内企业收入规模达到1000亿元；到2025年，将依托产业园区建成我国网络安全产业“五个基地”。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）