2 Обобщенная структура запросов-ответов

Для обмена данными по локальной сети используется протокол, работающий по принципу ведущий-ведомый (Master-Slave). Это значит, что ведомый (Slave) может послать сетевое сообщение только в ответ на запрос ведущего (Master). В качестве ведущего используется система верхнего уровня. Вычислители ВКТ-7 выполняют только роль ведомого. При реализации протокола транспортного уровня за основу был взят Modbus RTU. При взаимодействии ведущего и ведомого используется режим передачи RTU (Remote Terminal Unit). В этом режиме для каждого байта сообщения используется 8-разрядная двоичная система кодирования.

Время, затрачиваемое на передачу одного байта сообщения, называется периодом символа. Интервал времени, в течение которого не происходило передачи, называется интервалом тишины.

При использовании режима RTU сообщение должно начинаться с интервала тишины длительностью не менее 3,5 периодов символа. Затем начинается передача кадра сообщения. После передачи последнего символа кадра сообщения в качестве признака конца также должен быть выдержан интервал тишины длительностью не менее 3,5 периодов символа. После окончания этого интервала может начинаться следующий кадр сообщения. Всё сообщение должно передаваться как непрерывный поток символов. Интервал тишины между соседними символами не должен превышать 1,5 периода символа.

В отступление от требований стандарта Modbus в вычислителе ВКТ-7 граница кадра определяется интервалом тишины длительностью 62.5 мс или по переполнению входного буфера длиной 264 байт.

Длина кадра сообщения не должна превышать 264 байта.

В качестве интерфейса физического уровня используется RS-232 (RS-485), причем взаимодействие ведущего и ведомого возможно как непосредственно через RS-232 (RS-485), так и с использованием наряду с RS-232 модемов и коммутируемой телефонной линии.

Для обмена по интерфейсу физического уровня RS-232 (RS-485) вычислитель ВКТ-7 использует следующие параметры:

• формат символа: 8 бит данных, 2 стоповых бита, без контроля четности;

• скорость передачи, бит/с: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200;

• управление потоком: отсутствует;

• сигнал RTS компьютера: должен иметь уровень не менее +9 V.

Примечание. При посылке запроса прибору сначала необходимо передать не менее двух байт 0xFF для гарантированного «вывода» прибора из «спящего» режима. Байты 0xFF могут стоять в начале посылки, то есть необязательно выдерживать паузу между 0xFF и запросом.

Это требование не распространяет на вычислители со встроенным адаптером RS-485 (для таких вычислителей предварительные байты 0xFF не требуются). При использовании вычислителей со встроенным адаптером RS-485, настроенным на расширенный режим адресации, в начало посылки должен быть добавлен байт «расширенный адрес» (это поле не участвует в расчете контрольной суммы сообщения).

Кадр протокола состоит из следующих элементов:

• поля адреса;

• поля функции;

• поля данных;

• контрольной суммы.

Ниже рассмотрено более подробно назначение отдельных полей:

• адрес – 8-разрядное число в диапазоне 0-240 (сетевой номер прибора) (для ПО менее 1.9 в диапазоне 0-99), служащее для правильной адресации запроса получателю. На запрос с нулем в качестве сетевого адреса ответит любой прибор (кроме приборов со встроенным адаптером RS-485) – так называемый широковещательный запрос. Его можно применять только при подключении точка-точка (при подключению к компьютеру одного прибора);

Примечание. При использовании вычислителей со встроенным адаптером RS-485, настроенным на расширенный режим адресации, первым байтом посылки (до поля «Адрес») должен быть байт «расширенный адрес».

Для всех вычислителей со встроенным адаптером RS-485 независимо от режима адресации не допускается использование адреса 0.

• функция – 8 разрядное значение. При передаче сообщения от ведущего к ведомому поле функции задает последнему действие, которое он должен выполнить. При ответе ведомого значение поля функции указывает, произошел ли обмен нормально или возникло исключение. В нормальном ответе используется тот же код функции, что и в запросе. Возникновение исключения приводит к передаче ответа с кодом функции, в котором старший бит установлен, а остальные биты такие же, как в коде функции запроса. При связи с вычислителем ВКТ7 используются два кода функций: 0x03 (чтение) и 0x10 (запись);

• данные — это последовательность 8-разрядных чисел. Поле данных сообщений, передаваемых ведущим ведомому, содержит предназначенную последнему дополнительную информацию, зависящую от кода функции. Дополнительная информация содержится в двух служебных элементах, каждый из которых представлен двумя 8-разрядными числами. Первый из этих служебных элементов – «Начальный адрес», второй – «Количество регистров». Более подробная структура кадров запроса и ответа будет рассмотрена для каждой функции отдельно;

• контрольная сумма — 16-разрядное поле, необходимое для контроля целостности кадра. Рассчитывается по алгоритму Crc16 (см. Приложение А).

2.1 Отступления от требований стандарта Modbus в протоколе в ВКТ-7.

• Все поля в протокольных кадрах, имеющие длину более 1-го байта, должны передаваться в следующем порядке: сначала младший байт, затем старший. Это требование не относится к полям «Начальный адрес» и «Количество регистров». Они должны передаваться в следующем порядке: сначала старший байт, затем младший байт;

• Поле «Количество регистров» не анализируется прибором при обработке запроса и может быть установлено в произвольное значение, если иное не оговорено специально при описании запроса;

• Поле «Количество записываемых байт данных» может содержать значение, не соответствующее реально записываемому количеству байт данных. Например, в запросах «Запись состояний дискретных выходов» и «Начало сеанса связи»;

• Граница кадра определяется фиксированным интервалом тишины длительностью 62.5 мс или по переполнению входного буфера длиной 264 байта.