關(guān)鍵詞：AIBUS通訊協(xié)議、串口調(diào)試工具、
串口調(diào)試工具下載：宇電資料下載區(qū)【相關(guān)軟件】
一、概述：
AIBUS協(xié)議及快速通訊：
早在1994年宇電推出的基于RS485通訊接口的AIBUS通訊協(xié)議，簡(jiǎn)單高效又功能齊全。目前的產(chǎn)品在RS485通訊19200波特率下，平均每臺(tái)儀表讀取3個(gè)常用變量及1個(gè)參數(shù)的速度僅20ms,是常用如MODBUS協(xié)議的進(jìn)口儀表的3-10倍以上，利用采用AIBUS協(xié)議的AI系列儀表組建FCS結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，每個(gè)串口連接50臺(tái)儀表仍能獲得滿意的數(shù)據(jù)刷新率，加上多串口及多機(jī)連網(wǎng)，無(wú)論組建小系統(tǒng)還是大、中型系統(tǒng)均可達(dá)到與DCS同等使用效果。
采用AIBUS協(xié)議的AI儀表在9600波特率下能在40ms內(nèi)向上位機(jī)傳送4個(gè)重要數(shù)據(jù)，比采用MODBUS協(xié)議的進(jìn)口儀表速度高3-10倍以上，因此即使采用廉價(jià)的RS485通訊，AIFCS也具備如DCS或FF、PROFIDBUS等高價(jià)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)同等的使用效果，并可以組建大型系統(tǒng)，而不象通常進(jìn)口儀表那樣只能應(yīng)用于小型系統(tǒng)。RS485不僅價(jià)格低，還具備布線簡(jiǎn)單、對(duì)通訊線要求低及通訊距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
二、自編軟件通訊協(xié)議解讀、測(cè)試：
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1個(gè)起始位，8位數(shù)據(jù)，無(wú)校驗(yàn)位，1個(gè)或2個(gè)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(tái)或需要更快刷新率時(shí)，推薦用19200bit/S，當(dāng)通訊距離很長(zhǎng)或通訊不可靠常中斷時(shí)，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(tái)的儀表同時(shí)連接在一個(gè)通訊接口上。
串口調(diào)試設(shè)置如下圖: （通訊協(xié)議在公司網(wǎng)站下載http://www.yudian.com/ ） 圖1
根據(jù)宇電AIBUS通訊協(xié)議,AI儀表采用16進(jìn)制數(shù)據(jù)格式來(lái)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(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，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.以AI-808P為例利用此串口通訊工具與其通訊,當(dāng)要讀儀表的設(shè)定值時(shí),發(fā)送8個(gè)字節(jié)分別是: 圖2
即要發(fā)送的8個(gè)字節(jié)分別是81H 81H 52H 00H 00H 00H 53H 00H 儀表中的地址ADDR=1,00H是儀表的參數(shù)代號(hào)表示AI-808P的STEP程序段,53H 00H是校驗(yàn)碼,采用16位求和校驗(yàn)方式，讀指令的校驗(yàn)碼計(jì)算方法為：要讀的參數(shù)代號(hào)*256+82+ADDR(10進(jìn)制算法)這里是0*256+82+1=83轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制就是53H為校驗(yàn)碼的低字節(jié),00H是高字節(jié),在發(fā)送的時(shí)候要倒置. 圖3
發(fā)送出8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),儀表都返回如圖2中藍(lán)色字體的10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(無(wú)論是讀還是寫)，這10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)是： 圖4
圖3中40H 02H為返回的測(cè)量值高位在前，低位在后，讀取的時(shí)候要倒置（其他數(shù)據(jù)讀取時(shí)也是如此），也就是0240H,轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制就是57。6，有帶一位小數(shù)點(diǎn)。由于是讀00H這個(gè)參數(shù)代號(hào)的值，就是第7、8個(gè)這字節(jié)的數(shù)據(jù)，也就是01H在此例中儀表執(zhí)行在第一段。
如果是寫參數(shù)，則發(fā)送以下8個(gè)字節(jié)： 圖5
舉寫（T01）1BH這個(gè)參數(shù)代號(hào)為例，寫入數(shù)為-1時(shí)，則要發(fā)送的8個(gè)字節(jié)是81H 81H 43H 1BH FFH FFH 43H 1BH如下 圖6
寫指令的校驗(yàn)碼計(jì)算方法為以下公式做16位二進(jìn)制加法計(jì)算得出的余數(shù)（溢出部分不處理）：要寫的參數(shù)代號(hào)×256+67+要寫的參數(shù)值+ADDR，若是要寫入負(fù)值時(shí)，則應(yīng)當(dāng)把負(fù)值轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼在轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制，算出的值減去65536換成16進(jìn)制發(fā)送，所以要寫入-1時(shí)，57（1BH）*256+65535+1-65536=6979（1B43H）發(fā)送時(shí)要倒置。返回來(lái)的10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)中FFFF就是所寫的參數(shù)值-1。
對(duì)于AI系列儀表，不論是讀/寫任可一個(gè)參數(shù)都是用這兩條指令，編寫容易能完整的對(duì)儀表進(jìn)行操作。
三、通訊編程程序源碼案例：
以下的程序是一臺(tái)宇電儀表與三菱PLC讀PV值的通訊示例, 圖7
四、系統(tǒng)組建分析：
由于AI系列儀表的出色性能，宇電又開(kāi)發(fā)出基于AI儀表并具備現(xiàn)場(chǎng)總線特性的AIFCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場(chǎng)通訊總線，采用宇電自行開(kāi)發(fā)的AIBUS通訊協(xié)議，可在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)100%儀表功能操作如實(shí)時(shí)讀取測(cè)量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換、調(diào)整手動(dòng)輸出值、啟動(dòng)/運(yùn)行/停止程序，并具備開(kāi)關(guān)量輸入/輸出操作能力。由于自己掌握100%知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又是開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，所以系統(tǒng)價(jià)格非常低廉，具有極高的性能/價(jià)格比。
AIFCS整個(gè)系統(tǒng)分為管理層、操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)層級(jí),也可只分操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)層級(jí)。 管理層可提供工廠領(lǐng)導(dǎo)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)工況畫面，也可進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級(jí)設(shè)置；操作站供儀表班組和技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；萬(wàn)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，儀表操作人員可依傳統(tǒng)儀表使用方法直接操作儀表；工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)提供各種控制信號(hào)，如模擬量輸入/輸出和開(kāi)關(guān)量輸入/輸出至儀表。
1、 現(xiàn)場(chǎng)控制儀表：
AIFCS是基于AI系列儀表，利用RS485通訊接口和AIBUS協(xié)議與計(jì)算機(jī)通訊，AI系列儀表種類齊全，性能優(yōu)異，可很好的適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、流量、液位的測(cè)量與控制，并可以處理開(kāi)關(guān)量信號(hào)的輸入與輸出。
2、操作站：
使用常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)，如果計(jì)算機(jī)放在有空調(diào)的操作室內(nèi)，可以用普通PC，如果放在干擾大，溫度高的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)。最新的進(jìn)展是也可用WINDOWS CE的嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)觸摸屏（平板電腦），它更適合現(xiàn)場(chǎng)操作。
3、組態(tài)軟件：
客戶可選擇多種商品組態(tài)軟件，如組態(tài)王、MCGS、華富、三維等公司產(chǎn)品，宇光可提供組態(tài)服務(wù)，客戶也可根據(jù)需要自行組態(tài)，組態(tài)軟件能做出功能強(qiáng)大，畫面美觀的系統(tǒng)。宇電全新開(kāi)發(fā)的AIFCS網(wǎng)絡(luò)版軟件使用簡(jiǎn)單，支持多機(jī)連網(wǎng)、具備流程圖（可設(shè)置動(dòng)畫）、儀表屏、歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄和打印功能，查詢數(shù)據(jù)方便性和記錄精確度遠(yuǎn)優(yōu)于無(wú)紙記錄儀?？蛻粢部勺孕性O(shè)計(jì)軟件，宇光可提供協(xié)議內(nèi)容及技術(shù)支持。
4、RS232/RS485轉(zhuǎn)換器：
用于將計(jì)算機(jī)的RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485接口，RS485具有連線簡(jiǎn)單，通常2根線即可連接50-60臺(tái)儀表，通訊距離大于1.2Km，能可靠用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
5、通訊連線：
RS485接口應(yīng)采用雙絞線連接，不能用電源花線、絞線或電話線連接，干擾很強(qiáng)的場(chǎng)合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，但實(shí)際上用價(jià)格便宜購(gòu)買方便的5類或超5類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線，而且效果良好。目前的實(shí)際應(yīng)用中，用9600波特率，采用廉價(jià)的5類雙絞線最長(zhǎng)布線已達(dá)3000米。
6、管理層計(jì)算機(jī)：
通常是客戶現(xiàn)有的內(nèi)部企業(yè)管理用的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（計(jì)算機(jī)、集線器、交換機(jī)等），不需要另建立AIFCS系統(tǒng)增加額外的硬件投資，只需要配備組態(tài)軟件即可。
五、系統(tǒng)特點(diǎn)【AIFCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)】
1、總線形式：基于RS485通訊接口的AIBUS協(xié)議，協(xié)議內(nèi)容完全公開(kāi)；
2、軟件功能：采用組態(tài)軟件功能強(qiáng)，畫面美觀，有歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄、有動(dòng)畫的流程圖、數(shù)據(jù)后處理分析能力等等；
3、網(wǎng)絡(luò)功能：采用單位現(xiàn)有的局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)按權(quán)限需要在網(wǎng)絡(luò)管理；
4、危險(xiǎn)分散：由于采用了分散獨(dú)立的顯示，完全分散，出現(xiàn)故障只是某個(gè)單元，不會(huì)運(yùn)行系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
5、布線：基于RS485的2線通訊，低波特率，傳輸距離長(zhǎng)，布線簡(jiǎn)單，費(fèi)用最低
6、綜敘：采用的主從結(jié)構(gòu)低速率RS485通訊結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)控制由儀表本身完成，網(wǎng)絡(luò)不干預(yù)或只處理對(duì)實(shí)時(shí)程度要求不高的控制。通訊距離長(zhǎng)，功能強(qiáng)，客戶能隨心所欲的選擇最先進(jìn)的組態(tài)軟件，價(jià)格最低
7、解決方案：與DCS不同，AIFCS現(xiàn)場(chǎng)總線型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)完全開(kāi)放式的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括AI系列儀表（支持AIBUS協(xié)議）、監(jiān)控軟件、計(jì)算機(jī)硬件、布線、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持及培訓(xùn)等。宇電即可提供其中全部服務(wù)，也可只提供儀表，由宇電免費(fèi)提供電話技術(shù)支持以協(xié)助客戶組成系統(tǒng)。
8、 宇電最佳解決方案的原則：宇電公司與國(guó)內(nèi)知名的組態(tài)王、MCGS、華富等多家組態(tài)軟件公司合作，優(yōu)化宇光AI系列儀表的驅(qū)動(dòng)程序。并與組態(tài)王合作推出專門針對(duì)AI儀表的組態(tài)王專用版（只能連接AI儀表），價(jià)格遠(yuǎn)低于其通用版，提供客戶超值選擇。宇電又在自行開(kāi)發(fā)的AIFCS單機(jī)版軟件基礎(chǔ)上，全新推出AIFCS網(wǎng)絡(luò)版軟件，其功能強(qiáng)大，支持多機(jī)連網(wǎng)及帶動(dòng)畫的流程圖畫面，是客戶的又一最佳選擇，其主要功能特點(diǎn)如下：
①全中文可視化組態(tài)界面，使用方便、靈活；完善的中文在線幫助系統(tǒng)和詳細(xì)的多媒體教程可幫助您快速學(xué)習(xí)和使用組態(tài)系統(tǒng)的各種功能。
②真正的32位程序，支持多任務(wù)、多線程，運(yùn)行于WIN98/95NT平臺(tái)，多種工控現(xiàn)場(chǎng)的靡練，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
③提供近多種圖符及各種工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)元件。用戶還可置入JPG和BMP圖形文件，使您的監(jiān)控窗口更加逼真，更加美觀。
④支持ActiveX控件，包括溫控曲線、計(jì)劃曲線、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、XY曲線、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表、配方管理、數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽統(tǒng)計(jì)等眾多構(gòu)件。
⑤完整實(shí)現(xiàn)ODBC接口，可與SQLServer、Access等主要數(shù)據(jù)庫(kù)相連?？蓪?shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的報(bào)表，并以不同方式增加、刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。
⑥實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程調(diào)試、診斷及數(shù)據(jù)采集。能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控看到現(xiàn)場(chǎng)情況，并能進(jìn)行操作。
提供安全密碼機(jī)制。
⑦連網(wǎng)功能可以讓領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)隨地瀏覽現(xiàn)場(chǎng)的情況，觀察各種數(shù)據(jù)、曲線和動(dòng)畫顯示。為您大大降低系統(tǒng)升級(jí)和日常維護(hù)的成本。
六、結(jié)束語(yǔ)：
實(shí)踐證明宇電AIBUS協(xié)議的讀、寫指令在上位機(jī)上編寫容易，能夠100%完整地對(duì)儀表進(jìn)行操作。
