1. 通訊設定
- 介面：RS-485 雙線差分
- 協議：Modbus RTU
- 波特率：4800–57600 bps
- 站號：1–255
- 格式：N,8,1（無校驗位、8 位資料、1 停止位，依設備設定）
2. Modbus RTU 封包格式
2.1 請求 (Request)
[Slave Addr][Function Code][Data Addr Hi][Data Addr Lo][Qty Hi][Qty Lo][CRC Lo][CRC Hi]- Slave Addr：電表 Modbus 位址 (1 byte)
- Function Code：功能碼 (0x03 / 0x04)
- Data Addr：欲讀寄存器位址 (2 bytes)
- Qty：讀取寄存器數量 (2 bytes)
- CRC：CRC16 校驗碼 (2 bytes)
2.2 回覆 (Response)
正常回覆：
[Slave Addr][Function Code][Byte Count][Data…][CRC Lo][CRC Hi]異常回覆：
[[Slave Addr][Function Code + 0x80][Exception Code][CRC Lo][CRC Hi]3. 常用讀取功能碼
| 功能碼 | 動作 |
|---|---|
| 0x03 | 讀 Holding Registers |
| 0x04 | 讀 Input Registers |
SPM-3 多用 0x03 讀取量測值和狀態，少用寫入。
4. 常用寄存器範例
4.1 輸入寄存器 (Input Registers, 0x04)
| Modbus Register | Hex Addr | 參數 | 格式 |
|---|---|---|---|
| 34155 | 0x103A | Demand_kW_Pre_Period | DWord Float |
| 34157 | 0x103C | Demand_kW | DWord Float |
| 34159 | 0x103E | Demand_Remain_Time | UInt |
| 34160 | 0x103F | V_Unbalance_Rate | DWord Float |
| 34162 | 0x1041 | I_Unbalance_Rate | DWord Float |
| 34184 | 0x1057 | Alarm Flag | Word |
| 34185 | 0x1058 | THD_Va | DWord Float |
DWord Float 表示 IEEE-754 32 位浮點數（2 個寄存器）
Alarm Flag 為單一 Word 位元 Flag
5. 讀取三相電壓範例
假設 Meter Address = 0x0F，讀寄存器 0x1090 (Va, 32-bit Float)：
請求
0F 04 10 90 00 02 CRC CRC
回覆 (正常)
0F 04 04 <4 bytes Data> CRC CRC
- 4 bytes Data 為浮點數 Va
- CRC 校驗必須正確計算
6. CRC16 計算
Modbus RTU 使用 CRC16 (Polynomial 0xA001)
- 發送前計算並附加於封包末端
- 接收時驗證 CRC 正確性
7. 錯誤回覆 (Exception Response)
| Exception Code | 意義 |
|---|---|
| 01 | Illegal Function |
| 02 | Illegal Data Address |
| 03 | Illegal Data Value |
| 04 | Slave Device Failure |
[Slave Addr][Function Code+0x80][Exception Code][CRC Lo][CRC Hi]省流區域：一次讀取主要寄存器
假設 Meter Address = 0x01，要讀主要量測數據（0x103A → 0x1058）：
請求封包：
01 04 10 00 00 5A CRC_LO CRC_HI
- 01：Meter Address
- 04：讀 Input Registers
- 10 00：起始位址 0x1000
- 00 5A：讀 90 個寄存器
- CRC_LO / CRC_HI：CRC16 校驗
回覆封包格式：
01 04 B4 <180 bytes Data> CRC_LO CRC_HI
- B4 = 180 bytes = 90 寄存器 × 2 bytes
- Data 依序對應各寄存器
解析方式
將回覆的 180 bytes 依照寄存器順序解析：
| 寄存器範圍 | 參數 | 格式 | Data Bytes 範圍 | 中文註解 |
|---|---|---|---|---|
| 0x1000-0x1001 | Vln_a | DWord Float | Byte 0-3 | A 相線電壓 |
| 0x1002-0x1003 | Vln_b | DWord Float | Byte 4-7 | B 相線電壓 |
| 0x1004-0x1005 | Vln_c | DWord Float | Byte 8-11 | C 相線電壓 |
| 0x1006-0x1007 | Vln_avg | DWord Float | Byte 12-15 | 三相線電壓平均值 |
| 0x1008-0x1009 | Vll_ab | DWord Float | Byte 16-19 | AB 相間電壓 |
| 0x100A-0x100B | Vll_bc | DWord Float | Byte 20-23 | BC 相間電壓 |
| 0x100C-0x100D | Vll_ca | DWord Float | Byte 24-27 | CA 相間電壓 |
| 0x100E-0x100F | Vll_avg | DWord Float | Byte 28-31 | 三相相間電壓平均值 |
| 0x1010-0x1011 | I_a | DWord Float | Byte 32-35 | A 相電流 |
| 0x1012-0x1013 | I_b | DWord Float | Byte 36-39 | B 相電流 |
| 0x1014-0x1015 | I_c | DWord Float | Byte 40-43 | C 相電流 |
| 0x1016-0x1017 | I_avg | DWord Float | Byte 44-47 | 三相電流平均值 |
| 0x1018-0x1019 | Frequency | DWord Float | Byte 48-51 | 電源頻率 |
| 0x101A-0x101B | kW_a | DWord Float | Byte 52-55 | A 相有功功率 |
| 0x101C-0x101D | kW_b | DWord Float | Byte 56-59 | B 相有功功率 |
| 0x101E-0x101F | kW_c | DWord Float | Byte 60-63 | C 相有功功率 |
| 0x1020-0x1021 | kW_tot | DWord Float | Byte 64-67 | 三相總有功功率 |
| 0x1022-0x1023 | kvar_a | DWord Float | Byte 68-71 | A 相無功功率 |
| 0x1024-0x1025 | kvar_b | DWord Float | Byte 72-75 | B 相無功功率 |
| 0x1026-0x1027 | kvar_c | DWord Float | Byte 76-79 | C 相無功功率 |
| 0x1028-0x1029 | kvar_tot | DWord Float | Byte 80-83 | 三相總無功功率 |
| 0x102A-0x102B | kVA_a | DWord Float | Byte 84-87 | A 相視在功率 |
| 0x102C-0x102D | kVA_b | DWord Float | Byte 88-91 | B 相視在功率 |
| 0x102E-0x102F | kVA_c | DWord Float | Byte 92-95 | C 相視在功率 |
| 0x1030-0x1031 | kVA_tot | DWord Float | Byte 96-99 | 三相總視在功率 |
| 0x1032-0x1033 | PF | DWord Float | Byte 100-103 | 功率因數 |
| 0x1034-0x1035 | kWh | DWord Float | Byte 104-107 | 有功累計電能 |
| 0x1036-0x1037 | kvarh | DWord Float | Byte 108-111 | 無功累計電能 |
| 0x1038-0x1039 | kVAh | DWord Float | Byte 112-115 | 視在累計電能 |
| 0x103A-0x103B | Demand_kW_Pre_Period | DWord Float | Byte 116-119 | 前週期需量有功功率 |
| 0x103C-0x103D | Demand_kW | DWord Float | Byte 120-123 | 當前需量有功功率 |
| 0x103E | Demand_Remain_Time | UInt | Byte 124-125 | 需量剩餘時間（秒） |
| 0x103F-0x1040 | V_Unbalance_Rate | DWord Float | Byte 126-129 | 電壓不平衡率 (%) |
| 0x1041-0x1042 | I_Unbalance_Rate | DWord Float | Byte 130-133 | 電流不平衡率 (%) |
| 0x1043-0x1044 | Va_Eligibility_Rate | DWord Float | Byte 134-137 | A 相電壓合格率 (%) |
| 0x1045-0x1046 | Vb_Eligibility_Rate | DWord Float | Byte 138-141 | B 相電壓合格率 (%) |
| 0x1047-0x1048 | Vc_Eligibility_Rate | DWord Float | Byte 142-145 | C 相電壓合格率 (%) |
| 0x1049-0x104A | Vavg_Eligibility_Rate | DWord Float | Byte 146-149 | 三相平均電壓合格率 (%) |
| 0x104B-0x104C | Va Eligible Running Hour | Uint32 | Byte 150-153 | A 相電壓合格運行時數 |
| 0x104D-0x104E | Vb Eligible Running Hour | Uint32 | Byte 154-157 | B 相電壓合格運行時數 |
| 0x104F-0x1050 | Vc Eligible Running Hour | Uint32 | Byte 158-161 | C 相電壓合格運行時數 |
| 0x1051-0x1052 | V Eligible total check Running Hours | Uint32 | Byte 162-165 | 電壓合格總判斷積時 |
| 0x1053-0x1054 | Load Running Hour | Uint32 | Byte 166-169 | 系統負載運行積時 |
| 0x1055-0x1056 | Meter Running Hour | Uint32 | Byte 170-173 | 儀表運轉積時 |
| 0x1057 | Alarm Flag | Word | Byte 174-175 | 警報狀態 Flag，每個 bit 對應不同警告1 |
| 0x1058-0x1059 | THD_Va | DWord Float | Byte 176-179 | A 相電壓諧波總失真率 (%) |
DWord Float = 4 bytes (2 個寄存器)
UInt / Word = 2 bytes
解析步驟：
- 先去掉 Slave Addr、Function Code、Byte Count
- 拆每個寄存器對應的 byte 長度
- DWord Float → IEEE-754 32-bit float
- UInt / Word → 16-bit 整數
- Alarm Flag → 每個 bit 對應警告狀態
參考
- SPM-3 使用手冊片段 (isom.com.tw PDF)
- Modbus RTU 通訊標準
Footnotes
-
bit 0：過壓 Over Voltage
bit 1：過流 Over Current
bit 2：過頻 Over Frequency
bit 3：需量過載 Over Demand
bit 4：欠壓 Under Voltage
bit 5：欠流 Under Current
bit 6：欠頻 Under Frequency
bit 7：保留 / 未使用
bit 8-15：保留 / 未使用 ↩