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IS220PTURH1A是GE为其Mark VI系统开发的组件。Mark VI是GE发布的用于燃气/蒸汽轮机管理的终Speedtronic系统之一。

IS220PTURH1A是一次汽轮机一次跳闸组件。该组件在汽轮机控制端子板和一个或两个以太网之间提供电气接口。该组件的输出通过连接到相关端子板的DC 62针连接器实现。

IS220PTURH1A采用黑色外壳，带有空气流通开口。这种情况下的前面有多个LED指示灯，以及一个IR(红外端口。)这个端口没有在这个包中使用。在这个外壳内，有一个处理器板、一个于涡轮机控制的第二块板和一个模拟采集辅助板。电池组安装在TTURH1C端子板上。处理器板有两个10/100以太网端口、闪存和RAM、一个用于识别的只读芯片、一个内部温度传感器和一个复位电路。

IS220PTURH1A允许自动重新配置，自动从控制器下载到I/O包。重新配置包括基本加载、引导加载、固件和参数。要实现这一点，启用自动重新配置。这可以通过组件编辑器在工具箱ST应用程序中启用或禁用。

IS220PTURH1A具有一个带有四个无源磁速度输入的接口。电路灵敏度可允许检测2 RPM盘车装置速度，以确定涡轮机是否已降至零速度(涡轮机已停止)。)机组上的中间速度信号用于速度控制和主要超速跳闸信号。如果需要更多信息，请查阅制造商的手册或数据表。

. Modbus协议源代码简介



2.1 关于modbus中的常见两种寄存器区别

保持寄存器：指可以通过通信命令读或者写的寄存器；通常是一些功能控制寄存器或者输出寄存器等。不同的设计中，有些保持寄存器是掉电保持；有些则不然。

输入寄存器：指只能读不能写的寄存器，通常是状态寄存器或者是输入结果寄存器等。

线圈寄存器，可以类比为开关量，每一个bit都对应一个信号的开关状态。所以一个byte就可以同时控制8路的信号。

离散输入寄存器：相当于线圈寄存器的只读模式，每个bit表示一个开关量，而他的开关量只能读取输入的开关信号，无法写入。

2.2 Modbus开源库常用配置接口

1）modbus_t* modbus_new_rtu(const char *device,

int baud, char parity, int data_bit,

int stop_bit)

modbus_new_rtu函数用于生成Modbus的句柄，在本函数中可以设置通

信协议中的波特率、校验位、数据长度以及停止位，其返回值为通过设置后生成的句柄，用于在读写数据时使用，每个句柄可以执行一个modbus指令。如果这些配置参数有误，就会返回一个空指针。

2）static int _modbus_rtu_connect(modbus_t *ctx)

本函数主要功能是将通信串口设置为rtu模式。

3）int modbus_set_slave(modbus_t *ctx, int slave)

本函数设置本句柄的从机号。



2.3 Modbus主机通信常用接口

1）int modbus_write_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint16_t *src)

本函数为将数组中的数据写入到远端设备（从机）的寄存器中，写入的地址位addr，长度为nb个寄存器。

2）int modbus_read_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest)

本函数将远端设备（从机）保持寄存器中的数据复制到数组dest中。

3）int modbus_read_input_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb,

uint16_t *dest)

本函数读取远端设备（从机）地址为addr输入寄存器中的数据，数据长度为nb。



2.4 Modbus从机通信主要接口

1）int _modbus_receive_msg(modbus_t *ctx, uint8_t *msg, msg_type_t msg_type)

本函数可以用于处理来自主机的请求，返回接受到的字符的数量，如果成功，则返回uint8_t数组中的消息（即主机发送的命令），否则返回-1。



2）int modbus_reply(modbus_t *ctx, const uint8_t *req,

int req_length, modbus_mapping_t *mb_mapping)

本函数负责在接受到请求后，分析请求并生成响应消息，并且发送到主机。如果请求属性为广播，那么不发送响应消息。

三、 调试问题分享

　　在调试中，从机的Server进程会经常出现崩溃，后发现在Server经常每次处理配置变更时，都会重新new出新的modbus句柄，但却不释放原有句柄，这种处理会导致多次修改Modbus通信配置时，从机Server进程崩溃。

解决方案：在程序中判断，当modbus句柄已经存在时，此时更新配置后，不再new出新的句柄，而是调用接口 modbus_close()， modbus_free()释放句柄中的配置，然后用更新后的配置重新设置句柄参数。

MODBUS 是 OSI 模型第 7 层上的应用层报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。

自从 1979 年出现工业串行链路的事实标准以来，MODBUS 使成千上万的自动化设备能够通信。目前，继续增加对简单而雅观的 MODBUS 结构支持。互联网组织能够使 TCP/IP 栈上的保留系统端口502 访问 MODBUS。

MODBUS 是一个请求/应答协议，并且提供功能码规定的服务。MODBUS 功能码是 MODBUS 请求/应答 PDU 的元素。本文件的作用是描述 MODBUS 事务处理框架内使用的功能码。

1.2 规范性引用文件

1．RFC791，互联网协议，Sep81 DARPA

2．MODBUS 协议参考指南 Rev J,MODICON，1996 年 6 月，doc#PI_MBUS_300

MODBUS 是一项应用层报文传输协议，用于在通过不同类型的总线或网络连接的设备之间的客户机/服务器通信。

目前，使用下列情况实现 MODBUS：

以太网上的 TCP/IP。

各种媒体（有线：EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A；光纤、无线等等）上的异步串行传输。

MODBUS PLUS，一种高速令牌传递网络。

注释：需要管理超时，以便明确地等待可能不会出现的应答。

串行链路上个MODBUS 执行的长度约束限制了MODBUS PDU 大小（大RS485ADU=256字节）。

因此，对串行链路通信来说，MODBUS PDU=256-服务器地址（1 字节）-CRC（2 字节）＝253字节。

从而：

RS232 / RS485 ADU = 253 字节+服务器地址(1字节) + CRC (2 字节) = 256 字节。

TCP MODBUS ADU = 249 字节+ MBAP (7 字节) = 256 字节。

MODBUS 协议定义了三种 PDU。它们是：

MODBUS 请求 PDU，mb_req_pdu
MODBUS 响应 PDU，mb_rsp_pdu
MODBUS 异常响应 PDU，mb_excep_rsp_pdu
定义 mb_req_pdu 为：
mb_req_pdu = { function_code, request_data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码

request_data - [n 个字节]，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。

定义 mb_rsp_pdu 为：
mb_rsp_pdu = { function_code, response_ data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码

response_data - [n 个字节]，这个域与功能码有关，并且通常包括诸如可变参考、变量、数据偏移量、子功能码等信息。

定义 mb_excep_rsp_pdu 为：
mb_excep_rsp_pdu = { function_code, request_data}，其中

function_code - [1 个字节] MODBUS 功能码 + 0x80

exception_code - [1 个字节]，在下表中定义了 MODBUS 异常码。

4.2 数据编码

MODBUS 使用一个‘big-Endian’ 表示地址和数据项。这意味着当发射多个字节时，发送高有效位。例如：

寄存器大小 值

16 – 比特 0x1234 发送的字节为 0x12 然后 0x34

请求参数描述：

指配号为14的MODBUS封装接口识别读识别码请求。定义四种访问类型：

01：请求获得基本设备识别码（流访问）

02：请求获得正常设备识别码（流访问）

03：请求获得扩展设备识别码（流访问）

04：请求获得特定识别码对象（访问）

在识别码数据不适合单响应的情况下，可以需要几个请求/响应事务处理。对象id字节给出了获得的个对象识别码。对于个事物处理来说，客户机设置对象id为0，以便获得设备识别码数据的开始。对于下列事务来说，客户机设置对象id为前面响应中服务器的返回值。

如果对象id不符合任何已知对象，那么服务器象指向对象0那样响应（从头开始）。

在单个访问的情况下：ReadDevId代码04，请求中的对象id给出了获得的对象识别码。

如果对象id不符合任何已知对象，那么服务器返回一个异常码＝02（非法数据地址）的异常响应。

响应参数描述：

功能码： 功能码 43（十进制）0x2B (十六进制)

MEI 类型： 为设备识别码接口指配号的 14 (0x0E) MEI 类型

ReadDevId 码： 与请求 ReadDevId 码相同：01、02、03 或 04

一致性等级： 设备的识别码一致性等级和支持访问的类型

01：基本识别码(仅流访问)

02：正常识别码(仅流访问)

03：扩展识别码(仅流访问)

81：基本识别码(流访问和单个访问)

82：正常识别码(流访问和单个访问)

83：扩展识别码(流访问和单个访问)

随后更多： 在 ReadDevId 码 01、02或03(流访问)的情况下，

如果识别码数据不符合单个响应，那么需要几个请求/响应事务处理。

00：对象不再是可利用的

FF：其它识别码对象是可利用的，并且需要更多 MODBUS 事务处理

在 ReadDevId码04(单个访问)的情况下，

设置这个域为00。

下一个对象 Id： 如果“随后更多=FF”，那么请求下一个对象的识别码

如果“随后更多=00”，那么设置为00(无用的)对象号

在响应中返回的对象识别码号

(对于单个访问，对象号码= 1)

对象 0.id： PDU 中返回的个对象识别码(流访问)或请求对象的识别码（单个访问）

Object0.长度： 个对象的字节长度

Object0.值： 个对象的值(对象0.长度字节)

…

ObjectN.id： 后对象的识别码(在响应中)

ObjectN.长度： 后对象的字节长度

ObjectN.值： 后对象的值(对象N.长度字节)

“基本设备识别码”的读设备识别码请求的实例：在这个实例中，一个响应PDU中发送所有的报文。

种办法是在指令中包含了下一条指令的地址。在指令执行过程中将这个地址送人指令地址寄存器即可达到程序持续运行的目的。这个方法适用于早期以磁鼓、延迟线等串行装置作为主存储器的计算机。根据本条指令的执行时间恰当地决定下一条指令的地址就可以缩短读取下一条指令的等待时间，从而收到提高程序运行速度的效果。
第二种办法是顺序执行指令。一个程序由若干个程序段组成，每个程序段的指令可以设计成顺序地存放在存储器之中，所以只要指令地址寄存器兼有计数功能，在执行指令的过程中进行计数，自动加一个增量，就可以形成下一条指令的地址，从而达到顺序执行指令的目的。这个办法适用于以随机存储器作为主存储器的计算机。当程序的运行需要从一个程序段转向另一个程序段时，可以利用转移指令来实现。转移指令中包含了即将转去的程序段入口指令的地址。执行转移指令时将这个地址送人程序计数器(此时只作为指令地址寄存器，不计数)作为下一条指令的地址，从而达到转移程序段的目的。子程序的调用、中断和陷阱的处理等都用类似的方法。在随机存取存储器普及以后，第二种办法的整体运行效果大大地优于种办法，因而顺序执行指令已经成为主流计算机普遍采用的办法，程序计数器就成为中央处理器不可或缺的一个控制部件。
CPU内的每个功能部件都完成一定的特定功能。信息在各部件之间传送及数据的流动控制部件的实现。通常把许多数字部件之间传送信息的通路称为“数据通路”。信息从什么地方开始，中间经过哪个寄存器或多路开关，后传到哪个寄存器，都要加以控制。在各寄存器之间建立数据通路的任务，是由称为“操作控制器”的部件来完成的。
操作控制器的功能就是根据指令操作码和时序信号，产生各种操作控制信号，以便正确地建立数据通路，从而完成取指令和执行指令的控制。
有两种由于设计方法不同因而结构也不同的控制器。微操作是指不可再分解的操作，进行微操作总是需要相应的控制信号(称为微操作控制信号或微操作命令)。一台数字计算机基本上可以划分为两大部分---控制部件和执行部件。控制器就是控制部件，而运算器、存储器、外围设备相对控制器来说就是执行部件。控制部件与执行部件的一种联系就是通过控制线。控制部件通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常这种控制命令叫做微命令，而执行部件接受微命令后所执行的操作就叫做微操作。控制部件与执行部件之间的另一种联系就是反馈信息。执行部件通过反馈线向控制部件反映操作情况，以便使得控制部件根据执行部件的状态来下达新的微命令，这也叫做“状态测试”。微操作在执行部件中是组基本的操作。由于数据通路的结构关系，微操作可分为
相容性和相斥性两种。在机器的一个CPU周期中，一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条微指令。一般的微指令格式由操作控制和顺序控制两部分构成。操作控制部分用来发出管理和指挥全机工作的控制信号。其顺序控制部分用来决定产生下一个微指令的地址。事实上一条机器指令的功能是由许多条微指令组成的序列来实现的。这个微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令组成的，那么当执行当前的一条微指令的时候。指出后继微指令的地址，以便当条微指令执行完毕以后，取下一条微指令执行。