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小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器
1.產(chǎn)品介紹
1.1 產(chǎn)品概述
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器是一款基于超聲波原理研發(fā)的風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量?jī)x器，利用發(fā)送的聲波脈沖，測(cè)量接收端的相位差來(lái)計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向。該傳感器可以同時(shí)測(cè)量風(fēng)速，風(fēng)向的瞬時(shí)數(shù)值，廣泛適用于氣象、海洋、環(huán)境、機(jī)場(chǎng)、港口、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域的風(fēng)速與風(fēng)向測(cè)量。
1.2功能特點(diǎn)
◆無(wú)角度限制，可同時(shí)測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)
◆無(wú)移動(dòng)部件，磨損小，使用壽命長(zhǎng)
◆采用隨機(jī)誤差識(shí)別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測(cè)量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)
◆采用ABS工程塑料外殼，設(shè)計(jì)輕巧，攜帶輕便，安裝、拆卸方便
◆產(chǎn)品采用485通信接口，標(biāo)準(zhǔn)ModBus-RTU通信協(xié)議，通信地址及波特率可設(shè)置，遠(yuǎn)通信距離2000米
◆無(wú)需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)
1.3技術(shù)參數(shù)
直流供電（默認(rèn)） | 10-30V DC | |
功耗 | 0.12W | |
量程 | 風(fēng)速 | 0～40m/s（可定制） |
風(fēng)向 | 0~360° | |
精度 | 風(fēng)速 | ±0.5+2%FS |
風(fēng)向 | ±3° | |
分辨率 | 風(fēng)速 | 0.01 m/s |
風(fēng)向 | 1° | |
工作環(huán)境 | -40～80℃，0～95%RH | |
抗風(fēng)強(qiáng)度 | 75 m/s | |
響應(yīng)時(shí)間 | 1S | |
防護(hù)等級(jí) | IP65 | |
輸出信號(hào) | 485(Modbus-RTU協(xié)議) | |
啟動(dòng)風(fēng)速 | 0.5m/s | |
1.4工作原理
超聲測(cè)風(fēng)是超聲波檢測(cè)技術(shù)在氣體介質(zhì)中的一種應(yīng)用，它是利用超聲波在空氣中傳播速度受空氣流動(dòng)(風(fēng))的影響來(lái)測(cè)量風(fēng)速的。與常規(guī)的風(fēng)杯或旋翼式風(fēng)速儀相比這種測(cè)量方法的大特點(diǎn)在于整個(gè)測(cè)風(fēng)系統(tǒng)沒(méi)有任何機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，屬于無(wú)慣性測(cè)量，故能準(zhǔn)確測(cè)量出自然風(fēng)中陣風(fēng)脈動(dòng)的高頻成分。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器使用四個(gè)超聲波探頭在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，通過(guò)超聲波受風(fēng)速影響因而增減的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向的測(cè)量。
2.產(chǎn)品選型
RS- |
| 公司代號(hào) | ||
| CFSFX- |
| 超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器 | |
| N01- |
| 485通信（標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU協(xié)議） | |
| 3 | 小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器 | ||
3.設(shè)備安裝說(shuō)明
3.1 設(shè)備安裝前檢查
設(shè)備清單：
■傳感器設(shè)備1臺(tái)
■合格證、保修卡
■白色托片一個(gè)、M4*10螺絲螺母2個(gè)、M5螺母3個(gè)
3.2安裝方式
橫梁安裝（選配）：
3.3 接口說(shuō)明
寬電壓電源輸入10-30V直流電源。485信號(hào)線接線時(shí)注意A、B兩條線不能接反，總線上多臺(tái)設(shè)備間地址不能沖突。
| 線色 | 說(shuō)明 |
電源 | 棕色 | 電源正（10~30V DC） |
黑色 | 電源負(fù)（GND） | |
通信 | 黃色 | 485-A |
藍(lán)色 | 485-B |
4.配置軟件安裝及使用
4.1 軟件選擇
打開(kāi)485型資料包，選“調(diào)試軟件”—“485參數(shù)配置軟件”，找到
打開(kāi)即可。
4.2 設(shè)備連接
4.3 參數(shù)設(shè)置
（1）選擇正確的COM口（“我的電腦—屬性—設(shè)備管理器—端口”里面查看COM端口），下圖列舉出幾種不同的485轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)名稱。
（2）單獨(dú)連接一臺(tái)設(shè)備后上電，點(diǎn)擊軟件的“測(cè)試波特率”，軟件會(huì)測(cè)試出當(dāng)前設(shè)備的波特率以及地址，默認(rèn)波特率為4800bit/s,默認(rèn)地址為0x01。
（3）根據(jù)使用需要修改地址以及波特率，同時(shí)可查詢?cè)O(shè)備的當(dāng)前功能狀態(tài)。
（4）如果測(cè)試不成功，請(qǐng)重新檢查設(shè)備接線及485驅(qū)動(dòng)安裝情況。
5.Modbus通信協(xié)議
5.1通訊基本參數(shù)
編 碼 | 8位二進(jìn)制 |
數(shù)據(jù)位 | 8位 |
奇偶校驗(yàn)位 | 無(wú) |
停止位 | 1位 |
錯(cuò)誤校驗(yàn) | CRC（冗余循環(huán)碼） |
波特率 | 可自行設(shè)置，出廠默認(rèn)為4800bit/s |
5.2 數(shù)據(jù)幀格式定義
采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：
初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼 = 1 字節(jié)
功能碼 = 1 字節(jié)
數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)
錯(cuò)誤校驗(yàn) = 16 位CRC 碼
結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼：為變送器的地址，出廠默認(rèn)0x01
功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示。
數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！
CRC碼：二字節(jié)的校驗(yàn)碼。
主機(jī)問(wèn)詢幀結(jié)構(gòu)：
地址碼 | 功能碼 | 寄存器起始地址 | 寄存器長(zhǎng)度 | 校驗(yàn)碼低字節(jié) | 校驗(yàn)碼高字節(jié) |
1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) |
從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：
地址碼 | 功能碼 | 有效字節(jié)數(shù) | 數(shù)據(jù)一區(qū) | 數(shù)據(jù)二區(qū) | 數(shù)據(jù)N區(qū) | 校驗(yàn)碼低字節(jié) | 校驗(yàn)碼高字節(jié) |
1字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) |
5.3 寄存器地址
寄存器地址 | PLC或組態(tài)地址 | 內(nèi)容 | 操作 | 定義說(shuō)明 |
0000 H | 40001 (十進(jìn)制) | 瞬時(shí)風(fēng)速 | 只讀 | 風(fēng)速實(shí)時(shí)值（擴(kuò)大100倍） |
0001 H | 40002 (十進(jìn)制) | 風(fēng)向 | 只讀 | 風(fēng)向?qū)崟r(shí)值 （整數(shù)，正北方向?yàn)?font face="Times New Roman">0°順時(shí)針增加度數(shù)，正東方為90°） |
0002 H | 40003 (十進(jìn)制) | 大風(fēng)速 | 只讀 | 設(shè)備通電后大風(fēng)速 （擴(kuò)大100倍） |
0003H | 40004 (十進(jìn)制) | 風(fēng)力等級(jí) | 只讀 | 當(dāng)前風(fēng)速對(duì)應(yīng)的風(fēng)級(jí)值 （整數(shù)，0~17級(jí)） |
07D0 H | 42001 (十進(jìn)制) | 設(shè)備地址 | 讀寫(xiě) | 1~254（出廠默認(rèn)1） |
07D1 H | 42002 (十進(jìn)制) | 設(shè)備波特率 | 讀寫(xiě) | 0代表2400 1代表4800 2代表9600 |
5.4 通訊協(xié)議示例以及解釋
舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r(shí)值
問(wèn)詢幀：
地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 | 校驗(yàn)碼低字節(jié) | 校驗(yàn)碼高字節(jié) |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x02 | 0xC4 | 0x0B |
應(yīng)答幀 ：
地址碼 | 功能碼 | 返回有效 字節(jié)數(shù) | 風(fēng)速實(shí)時(shí)值 | 風(fēng)向?qū)崟r(shí)值 | 校驗(yàn)碼 低字節(jié) | 校驗(yàn)碼 高字節(jié) |
0x01 | 0x03 | 0x04 | 0x00 0x7D | 0x00 0x5A | 0x EA | 0x10 |
實(shí)時(shí)風(fēng)速計(jì)算：
風(fēng)速：007D (十六進(jìn)制)= 125 => 風(fēng)速 = 1.25 m/s
實(shí)時(shí)風(fēng)向計(jì)算：
風(fēng)向：005A (十六進(jìn)制)= 90 => 風(fēng)向 = 東風(fēng)
舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的實(shí)時(shí)風(fēng)力等級(jí)值
問(wèn)詢幀：
地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 | 校驗(yàn)碼低字節(jié) | 校驗(yàn)碼高字節(jié) |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x03 | 0x00 0x01 | 0x74 | 0x0A |
應(yīng)答幀：
地址碼 | 功能碼 | 返回有效字節(jié)數(shù) | 風(fēng)力 | 校驗(yàn)碼低字節(jié) | 校驗(yàn)碼高字節(jié) |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x00 0x01 | 0x79 | 0x84 |
實(shí)時(shí)風(fēng)力等級(jí)計(jì)算：
風(fēng)力等級(jí)：0001 (十六進(jìn)制)= 1=> 風(fēng)力等級(jí) = 1 級(jí)
6.常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法
設(shè)備無(wú)法連接到PLC或電腦
可能的原因：
1)電腦有多個(gè)COM口，選擇的口不正確。
2)設(shè)備地址錯(cuò)誤，或者存在地址重復(fù)的設(shè)備（出廠默認(rèn)全部為0x01）。
3)波特率，校驗(yàn)方式，數(shù)據(jù)位，停止位錯(cuò)誤。
4)485總線有斷開(kāi)，或者A、B線接反。
5)設(shè)備數(shù)量過(guò)多或布線太長(zhǎng)，應(yīng)就近供電，加485增強(qiáng)器，同時(shí)增加120Ω終端電阻。
6)USB轉(zhuǎn)485驅(qū)動(dòng)未安裝或者損壞。
7)設(shè)備損壞。