Proteus 集成
SDI-12 和 MODBUS 输出
操作手册
V1.1 2021 年 XNUMX 月
介绍
2020 年 12 月，Proteus 为 Proteus 水质多探头产品线推出了集成的 SDI-422 和 RS-12 MODBUS 数据输出。 此可选功能取代了以前这些输出格式所需的外部转换器单元。 新功能称为“多协议接口板”或 MIB。 一根适配器电缆提供 MODBUS 输出，另一根适配器电缆提供 SDI-12 输出。 MIB 通常在设备制造时内置在 Proteus 中。 它无法从仪器外部看到，也不会改变 Proteus 的尺寸或外观。 下图显示了 Proteus 水下电缆，照片顶部为短 SDI-12 适配器电缆。 SDI-XNUMX 主机连接到适配器电缆一端的三根裸线。 MODBUS 适配器电缆的工作方式相同。
如果您希望使用 MIB 选项改装 Proteus，请联系我们。 如果您想构建自己的 MODBUS 或 SDI-12 转换器电缆，或将您的水下电缆转换为转换器电缆，请使用附录一和二中的接线图。
请注意，Proteus 数据电缆（用于校准等任务的短电缆）将与 PC 或笔记本电脑通信，但不支持 MODBUS 或 SDI-12 操作。
配备 MIB 的 Proteus 可以像往常一样与 PC 和其他 RS-232 设备通信（这是“透明”模式）。 大多数配备 MIB 的 Proteus 都可以像往常一样使用 USB 电源进行操作。 但是，一些较大的 Proteus 和/或更长的电缆（>20m 电缆或具有 >35mA 消耗的 P40/P250 - 使用电池寿命计算器检查）可能需要 USB 转换器的 12V 适配器与该 Proteus 通信。 右边的照片显示了一个“壁疣”，它为 USB 适配器提供 12 伏电压，该适配器将水下电缆或数据电缆连接到 PC 或笔记本电脑上的 USB 端口。 您也可以使用 12 伏电池。
另请注意，早期的 Proteus 数据线只能在透明模式下工作； Modbus 和 SDI-12 功能仅适用于水下电缆。
MODBUS 操作
a) 它是如何工作的
对于 MODBUS 通信，只需将 MODBUS 适配器电缆连接到连接到配备 MIB 的 Proteus 的水下电缆上的九针连接器。 适配器电缆为您提供将 Proteus 连接到 MODBUS 设备所需的电线，并通过接线通知 Proteus 您希望以 MODBUS 格式而不是通常的 RS-232 格式进行通信。
请注意，MODBUS 接口可以使用半双工差分 RS-485 或全双工 RS-232（发送和接收分离）。
b) MODBUS 技术细节
配备 MIB 的 Proteus 使用 RS-485 或 RS-232 上的 MODBUS 协议来读取设备处理的参数。 上游通信既可用作全双工 RS-232 标准接口，也可用作半双工 RS-485 标准接口。 数据格式为 8 位，无奇偶校验，一位停止位。 波特率为 19,200。
MODBUS 接口为所有启用的 Proteus 参数提供测量值，从保持寄存器 40001（见表 1）开始，每个测量值占用 2 个 MODBUS 寄存器。 值以 IEEE-754 32 位浮点表示形式格式化。
| 表 1：映射 MODBUS 参数测量值 | |||
| MODBUS 保持寄存器 | 总线地址 | 读取值 | 格式 |
| 40001 | 0 | 参数 1 MSW | IEEE32 |
| 40002 | 1 | 参数 1 MSW | |
| 40003 | 2 | 参数 2 MSW | |
| 40004 | 3 | 参数 1 MSW | IEEE32 |
| .. | .. | ||
| 40035 | 34 | 参数 18 MSW | IEEE32 |
| 40036 | 35 | 参数 1 MSW | |
在 RS-485 操作中，到 MIB 的两条通信线用于差分线 Data+ 和 Data-（参见附录 1）。 在 RS-232 操作中，Data+ 线连接到 Proteus Rx 线，Data- 线连接到 Proteus Tx 线。 负卷tagProteus Rx 上的 e 向 MIB 发出信号，表明来自 RS-232 主机的 Tx 线路已连接，以便 MIB 以 MODBUS/RS-232 格式运行； 否则，假定为 RS-485 格式。 数据格式为 8 位，无奇偶校验和一站式位。 MIB 通常以 19,200 波特运行。 如果您想更改该费率，请参阅表 2。
MIB 提供存储/更新只读寄存器和读/写设置，用于与常见的 SCADA 系统、PLC 接口或其他数据收集平台进行通信。 内置 MODBUS 地图提供汇总的传感器读数和其他设备信息。 MODBUS 接口为所有启用的 Proteus 参数提供测量值，从保持寄存器 40001（见表 3）开始，每个测量值占用两个 MODBUS 寄存器。 值以 IEEE-754 32 位浮点表示形式格式化。 MIB 的地址是寄存器可编程的（默认值为 1）。 如果您不知道实际地址，MIB 将始终响应 MODBUS 地址 0。
| 表 2：MODBUS 波特率指标 | |
| 指数 | 波特率 |
| 0 | 9600 |
| 1 | 19200（预设） |
| 2 | 38400 |
| 3 | 57600 |
| 4 | 115200 |
| 表 3：MODBUS 控制寄存器映射 | ||||
| 登记 | 总线地址 | 读/写值 | 格式 | |
| 40201 | 200 | 波特率 - 上游 | 固定为 19, 200 波特 | |
| 40202 | 201 | MODBUS 设备地址 | 0 | |
| 40203 | 202 | 波特率 - 下游 | 整数索引，0-4 | |
| 40204 | 203 | SDI-12 地址 | 整数 0-9, AZ, az | |
| 40205 | 204 | 电源开关延迟 | 整数 0-60 | |
| 40206 | 205 | Proteus 擦除间隔 | 整数 0-1440（分钟） | |
| 40207 | 206 | Proteus 擦拭冻结时间 | 整数 0-60（秒） | |
c) MODBUS 的 MIB 命令
配备 MIB 的 Proteus 可以连接到主机 PC 或笔记本电脑，以直接向 Proteus CPU 发送命令，以及向 MIB 本身发送特殊命令（参见表 4）。 这种通信模式——使用 Proteus 的正常 RS-232 输出而不是 MODBUS——被称为“透明模式”。
当终端仿真器（例如 TeraTerm 或 Hyperterminal）用于在这种透明模式下与 Proteus 通信时，MIB 识别并响应某些 ASCII 命令以允许对某些参数进行编程/验证，如下所示。 这个 MIB 命令的格式是“$ccxxx “， 在哪里：
'$' 表示 MIB 命令
cc 是两个字符的 MIB 命令标识符
xxx 是特定于命令的参数值
| 表 4：特殊 MIB 命令 | |||
| 命令 | 描述 | 参数 | 回复 |
| SAMxxx | 设置 MODBUS 地址 |
xxx ; 001 至 250 | 行 |
| 上午？ | 读取 MODBUS 地址 |
没有任何; 默认= 1 | xxx ; 001 至 250 |
| $WPxxxx | 编写变形虫 雨刮间隔 |
xxxx ; 0000 到 1440 分钟， 默认= 0 |
行 |
| $WP? | 阅读变形虫 雨刮间隔 |
没有任何 | xxxx ; 0000 至 1440 分钟 |
| $WFxx | 写入擦除数据 冻结时间 |
XX; 0 到 60 秒，默认 = 15 | 行 |
| $WF? | 阅读变形虫 擦除数据冻结 时间 |
没有任何 | xx ; 0 到 60 秒 |
| $FV？ | 读取 IB 固件 修订 |
没有任何 | IB 固件版本 |
d) MODBUS 自动刮水器操作
一些 Proteus 型号包括一个内置在浊度传感器中的传感器清洁刮水器。 当 Proteus 首次通电以及向 Proteus 发送 WIPE 命令时，擦拭器会清除传感器活动面上的碎屑、污垢和气泡。 如果您的 Proteus 在 MODBUS 操作期间持续供电，您可能希望使用 MIB 命令定期启动擦除周期（参见表 4）。 擦除间隔是擦除周期之间的分钟数。
请注意，将擦除间隔设置为 0 会禁用自动擦除。
由于雨刷器的运动，一些参数值在正常雨刷器循环期间无效。 当循环结束时，数据恢复其实时格式。 但是，如果您的 MODBUS 控制器可能会在擦除循环期间因无效数据而产生警报，您可以使用 MIB WIPE 命令（参见表 4）在擦除循环期间“冻结”所有传感器数据。 这意味着在擦除周期期间来自 Proteus 的所有数据与在擦除周期开始之前的最后一次数据传输中发送的数据相同，即在擦除周期期间读数保持不变。
此可编程冻结时间设置在 Proteus 收到 WIPE 命令后冻结数据的秒数（默认为 15 秒）。 在该秒数过去后，数据恢复其实时格式。
使用 MIB 进行 SDI-12 通信
a) 它是如何工作的
对于 SDI-12 通信，只需将 SDI-12 适配器电缆连接到数据电缆上的九针连接器或连接到配备 MIB 的 Proteus 的水下电缆。 适配器电缆为您提供将 Proteus 连接到 SDI-12 设备所需的电线，并通过接线通知 Proteus 您希望以 SDI12 格式而不是通常的 RS-232 格式（即透明模式）进行通信。 附录一按颜色显示了电线分配。
b) SDI-12 技术细节
主机到 Proteus 的通信符合 SDI-12 Support Group 版本 1.3 的要求。 表 5 总结了已实现的 SDI-12 命令。 如果您不熟悉 SDI-12 协议，请咨询 SDI-12 支持组 web网站 (www.sdi-12.org) 提供了更多详细信息。
| 表 5：MIB SDI-12 命令（a = SDI-12 地址） | ||
| a! | 空命令 | |
| 铝 | 更改地址 | |
| 交流！ | 请求并发 测量 |
最多返回 20 个值 |
| 是！ | 请求 测量 |
最多返回 9 个值 |
| 啊！ | 请求额外的 测量 |
返回最多 9 个附加值 |
| 一个M2！ | 请求额外的 测量 |
返回最多 2 个附加值 |
| ACC！ | 使用 CRC 请求并发测量 | |
| aMCI患者 | 请求测量 CRC |
|
| aDn！ | 读取测量结果数据 | n=0..2 |
| 全部 | 请求设备标识字符串 | |
c) SDI-12 的特殊 MIB 命令
配备 MIB 的 Proteus 可以连接到主机 PC 或笔记本电脑，以直接向 Proteus CPU 发送命令，以及向 MIB 本身发送特殊命令。 使用 Proteus 的普通 RS-232 输出而不是 SDI-12 输出称为“透明模式”。
当终端仿真器（例如 TeraTerm 或 Hyperterminal）用于在这种透明模式下与 Proteus 通信时，MIB 识别并响应某些 ASCII 命令（参见表 6）以允许编程/验证某些参数，如下所示。 这个 MIB 命令的格式是“$ccxxx “， 在哪里：
'$' 表示 MIB 命令
cc 是两个字符的 MIB 命令标识符
xxx 是特定于命令的参数值
| 表 6：MIB 透明模式命令 | |||
| 命令 | 描述 | 参数） | 回复 |
| $ASx | 设置 SDI-12 地址 |
x = 0-9，AZ，AZ； 默认= 0 | 行 |
| 美元？ | 阅读 SDI-12 地址 |
没有任何 | X ; x= 0 到 9、AZ 和 az |
| $PDxx | 设置关机 延迟（延长 变形虫+电源 准时从 最后的措施 命令） |
xxx= ) 到 60 秒； 默认= 30 秒 |
行 |
| 美元？ | 读取断电 延迟 |
没有任何 | xxx ; x= 0 到 60 秒 |
| $FV？ | 阅读IB- 固件 修订 |
没有任何 | IB 防火墙版本 |
表 7 显示前ample SDI-12 命令和 Proteus 的响应，已为其选择了 10 个参数进行 SDI-12 监控。
| 表 7：Sample 501-12 具有 10 个参数的 Proteus 的命令和响应 选定 |
|
| 命令 | 回复 |
| 0! | ○ |
| 01！ | 013 变形虫 711SN10162469 |
| 哦！ | 00000 |
| 哦！ | 00169 |
| 000！ | 0+0+408.6999+4938.999+489.3999<CR><LF> |
| 1! | 0+4494.399+132.6000+3651.699+131.2000<CR><LF> |
| 2! | 0+2269.900 |
| 0M1！ | 00031 cLF> |
| 000！ | 0+11.70000 |
| 奥委会！ | 000310 |
| 000！ | 0+0+1.800000+2.100000+489.6999<CR><LF> |
| 1! | |
| 0+4523.299+133.1000+3591.099+132.2000<CR><LF> | |
| 2! | 0+2243.600+11.72000 |
| 天哪！ | 00039 |
| 000！ | 0+0+1.900000+2.100000+488.999AD<CR><LF> |
| 1! | 0+4538.699+133.0000+3557.699+132.4000@Zy<CR><LF> |
| 2! | 0+2224.000NWS |
| OMC我！ | 00031 |
| 000！ | 0+11.680008S |
| 强迫症！ | 000310 |
| 000！ | 0+0+1.900000+2.000000+489.0999EHG<CR><LF> |
| 1! | 0+4546.699+133.100.3540.199+132.600001X |
| 2! | 0+2214.500+11.70000CSh |
| 取消 ASCII 回车； 表示 ASCII 换行 | |
| 在“01！”的返回字符串中命令，“13”是SDI-12版本号（1.3），1711'是Proteus CPU固件版本（7.11）。 “SN1”后面的字符串“10162469”是Proteus序列号。 | |
附录 1 – MODBUS 和 SDI-12 适配器电缆接线分配
附录二 – 制作您自己的 MODBUS 和 SDI-12 适配器电缆
Proteus Instruments Ltd, Canalside, Harris Business Park, Hanbury Road, Stoke Prior, Bromsgrove, B60 4DJ, 英国 www.proteus-instruments.com | info@proteus-instruments.com | +44 1527 433221
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专利GB2553218 | 1.1版
文件/资源
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PROTEUS SDI-12 集成 Modbus 输出 [pdf] 使用说明书 SDI-12，集成 Modbus 输出 |
