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皮带撕裂检测系统 - ModbusTCP协议文档

版本信息

版本号	修订日期	修订人	修订说明
v1.0.0	2025-11-25	-	初始版本，定义基础报警和复位功能

当前版本：v1.0.0 文档状态：正式发布

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1. 概述

本文档描述了皮带撕裂检测系统与PLC系统通过ModbusTCP协议进行数据交互的简化规范。系统提供撕裂报警信息和手动复位功能。

2. 系统架构

• 服务器端：皮带撕裂检测系统
• 客户端：PLC或外部控制系统
• 通信协议：ModbusTCP
• 默认端口：502

3. 寄存器地址分配

Modbus地址	寄存器名称	类型	读/写	描述
40001	撕裂报警标志	UInt16	只读	0=无报警，1=撕裂报警
40002	最大长度	UInt16	只读	撕裂最大长度值(mm)
40003	最大宽度	UInt16	只读	撕裂最大宽度值(mm)
40004	复位命令	UInt16	读/写	写入1执行复位，清除报警

4. 工作原理

4.1 报警流程

1. 系统检测到撕裂时，40001寄存器自动置为1
2. 同时更新40002（最大长度）和40003（最大宽度）数据
3. 报警状态会一直保持，直到手动复位

4.2 复位流程

1. PLC向40004寄存器写入值1
2. 系统执行复位操作：
   • 清除40001报警标志（置为0）
   • 清除40002和40003数据（置为0）
   • 重置内部检测状态
3. 系统恢复正常监测状态

5. 功能码支持

功能码	描述	支持情况
0x03	读取保持寄存器	支持
0x06	写单个寄存器	支持(仅40004复位寄存器)
0x10	写多个寄存器	支持(仅40004复位寄存器)

6. 使用示例

6.1 读取报警状态

请求：
功能码: 0x03 (读取保持寄存器)
起始地址: 40001
寄存器数量: 3

响应示例（有报警）：
- 40001: 0x0001 (报警)
- 40002: 0x0032 (长度50mm)
- 40003: 0x000A (宽度10mm)

6.2 复位报警

请求：
功能码: 0x06 (写单个寄存器)
寄存器地址: 40004
寄存器值: 0x0001

响应：
功能码: 0x06
寄存器地址: 40004
寄存器值: 0x0001 (确认写入成功)

复位完成后再次读取：

请求：
功能码: 0x03 (读取保持寄存器)
起始地址: 40001
寄存器数量: 3

响应示例（复位后）：
- 40001: 0x0000 (无报警)
- 40002: 0x0000 (数据已清除)
- 40003: 0x0000 (数据已清除)

7. 注意事项

1. 报警保持特性：报警标志(40001)一旦置位，只能通过写入复位寄存器(40004)来清除，不会自动复位
2. 数据单位：长度和宽度数据单位为毫米(mm)，范围0-65535
3. 复位操作：只有40004寄存器支持写操作，写入其他地址将返回异常
4. 复位值：向40004写入任何非零值都会触发复位操作，建议统一使用1
5. 读取频率：建议PLC以100ms-500ms的周期轮询读取40001寄存器监测报警状态
6. 数据有效性：仅当40001=1时，40002和40003的数据才有意义

8. 错误处理

系统可能返回以下Modbus异常码：

异常码	描述	常见原因
0x01	非法功能码	使用了不支持的功能码
0x02	非法数据地址	访问了未定义的寄存器地址
0x03	非法数据值	写入了不合法的数据值
0x04	从设备故障	检测系统内部故障

9. 典型应用场景

场景1：PLC监控报警

循环执行：
1. PLC定时读取40001寄存器
2. 如果40001=1，读取40002和40003获取撕裂尺寸
3. PLC触发声光报警
4. 操作员检查现场后，通过HMI按钮触发复位
5. PLC向40004写入1执行复位

场景2：自动记录报警历史

循环执行：
1. 检测到40001从0变为1
2. 立即读取40002和40003
3. 记录时间戳和撕裂尺寸数据
4. 等待手动复位指令
5. 执行复位后继续监测

10. 地址映射说明

寄存器描述地址	Modbus协议地址	实际寄存器地址
40001	功能码0x03, 地址0	内部地址0
40002	功能码0x03, 地址1	内部地址1
40003	功能码0x03, 地址2	内部地址2
40004	功能码0x03/0x06, 地址3	内部地址3

注意：Modbus协议中实际使用的寄存器地址需要减去40001，例如访问40001时使用地址0，访问40004时使用地址3。