本发明涉及通讯技术领域，尤其是涉及一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法。
背景技术：
目前在纺织行业中，通过数据总线方式沟通主站和从站是常见的设置方法，由于花纹数据较大，所以在传输过程中需要耗费大量时间，在发生异常报故障的时候为了保证从站花纹数据的准确性，需要校验从站的花纹数据，在调试或者发生连锁式故障时，那就会大大延误工作时间，使得工作效率降低。
中国专利公开号cn106209843a，公开日2016年07月12日，发明创造的名称为一种面向modbus协议的数据流异常分析方法，该申请案包括以下步骤：步骤一：初始化阶段，生成modbus协议数据流量异常分析模型；步骤二：初始化阶段，生成modbus协议自学习正常行为模型；步骤三：运行阶段，判断modbus协议数据流量的运行状态；步骤四：运行阶段，判断modbus协议数据报文的正常/异常行为状态；步骤五：对步骤三和步骤四中的结果进行可视化呈现。该申请案的异常分析方法非常耗时，对于的纺织行业来说纺织速度很重要，在异常处理上耽误时间，无疑降低了纺织的速度。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有技术的经常校验数据需要大量时间的问题，提供一种经常校验数据不需要大量时间的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，在纺织机上设置有主站、控制纺织机进行纺织的从站、读取纺织过程的执行角度的编码器和读取纺织过程中已纺织完成的纬线数的计数器，主站与从站通过modbus数据总线连接，主站与从站通过modbus数据总线进行数据传递，在通讯过程中读取到通讯异常或从站数据异常后，先进行内部校核，校核通过就正常通讯，校核失败就向外部传递故障信号或者采集当前执行状态并进行排障，在需要加快数据传送速度时进入modbus扩展通讯模式，modbus扩展通讯模式支持的物理层与modbus标准通信相同的物理层。在读取到故障信号时，并不能完全确定这个故障会不会造成通讯的阻碍或者从站数据的损坏，如读取到电压或是电流的异常信号，这样的异常就可以造成设备的一部分损坏，从而导致通讯不能正常进行或者从站数据损坏，由于不能对造成的后果进行准确的判断，所以在检测到异常信号时就对通讯路径进行检查，检查通讯路径是否通顺，与此同时还要对从站的数据进行校核，以确认从站数据是否收到了干扰，在确认从站数据的时候，由于从站数据较大，用modbus标准通讯模式进行传送需要很多时间，这时使用modbus扩展通讯模式，modbus扩展通讯模式可以一次传送大量数据，大大提高传送的速度。
作为优选，所述通讯异常的读取过程包括以下步骤:
s1：设置时间阈值；
s2：主站和从站进行确认连接操作，确认后开始下一步骤，否则就报故障；
s3：根据待传输的校验数据容量选择进入扩展通讯模式，或是标准通讯模式；
s4：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过，此时退出当前通讯模式并开始下一步骤；
s5：主站和从站进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
s6：选择步骤s3未选择的通讯模式传送校验数据；
s7：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过并报故障，此时退出当前通讯模式。对异常进行校验，检查通讯路径是否通畅，通讯路径通畅后才能进行从站数据校验，先确认主站和从站已经连接，确认数据可以传送，然后发送校验数据，检查通讯过程中主站发送和从站接收是否有异常，如果校验通过就继续工作，如果校验不通过就换一种通讯模式，就可以排除因为通讯模式导致的校验不通过。
作为优选，所述步骤s3的过程为：
s31：设置数据容量阈值；
s31：待传输的校验数据容量超出数据容量阈值就选择使用扩展通讯模式传送校验数据，待传输的数据容量未超出数据容量阈值就选择使用标准通讯模式传送校验数据。根据具体不同的情况，有时校验数据容量较大，较大的校验数据使用标准通讯模式会消耗大量的时间，所以在传送之前对数据大小进行判断，如果数据较大就使用扩展通讯模式进行传送，就可以加快传送速度，使得校验快速完成。
作为优选，所述从站数据异常的读取过程包括以下步骤：
l1：在主站接收到从站任何一个报故障信息后，开始下一步骤；
l2：从站将工作数据传到主站进行数据校验，若数据校验通过后，主站向从站发送继续工作信号，从站接到继续工作信号后继续工作，若数据校验不通过，则开始下一步骤；
l3：从站读取工作数据当前执行状态；
l4：主站和从站进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l5：主站选择扩展通讯模式向从站发送新的工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l6：从站根据新的工作数据从当前执行状态继续工作。校验从站的工作数据，以免从站执行损坏的数据，从站里的数据较大所以采用扩展通讯模式，加快校验速度，使得不占用太多工作时间，如果校验不通过，就需要对从站里的工作数据进行更新，但是从站要接着继续执行的话，就要采集当前执行状态，根据新的工作数据从当前执行状态继续工作，不能采用主站或者从站保存的进度，那个进度在一些情况下是不准的，比如在突然断电的情况下，主站或从站里的当前执行状态数据还没来得及更新，这样主站或从站里的当前执行状态数据就不是准确的。
作为优选，所述步骤l2的过程为：
l21：主站和从站进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l22：从站选择扩展通讯模式向主站发送工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l23：主站将从站发来的数据与存在主站的数据进行对比，若完全一致，则校验通过，主站向从站发送继续工作信号，否则校验不通过。主站保存的工作数据是准确的，所以在对从站工作数据进行校验时，要把从站里的工作数据发到主站，主站比对从站发来的工作数据和主站存储的工作数据，这样就可以得知从站里的工作数据是否发生变化，只要有一处发生变化，就说明从站工作数据收到了干扰，就不能再继续使用了，需要主站对从站的工作数据进行更新。
作为优选，所述步骤l3包括以下过程：从站从编码器中读取当前执行角度；从站从计数器中读取当前执行纬线数。编码器实时记录着纺织机的工作角度，计数器实时记录着纺织机的已完成纺织的纬线数，这里的数据是实时反映当前执行状态的，所以在需要得知当前执行状态时，要从这里读取数据。
作为优选，所述主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，其过程为：
第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；
第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；
第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态。经过三次握手就可以判断主站和从站是否建立了通讯通路，一些因为数据线损坏和数据线连接不牢靠等连接问题就可以检测出来，而不会把这些异常归为数据接收异常，从而有效的识别异常类型，节约了后期修复故障的时间。
作为优选，所述扩展通讯模式的一种设置方式是将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，在该设置方式下如果需要识别该传送模式是扩展通讯模式时，将字节统计数设置为奇数，另一种设置方式是将对字节统计的寄存器扩展一个字节。将字节统计数设置为奇数可以有效识别扩展通讯的数据，标准通讯数据的字节都是偶数，将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，这样就形成了在这样的传输情况下根据寄存器数量计算来进行数据传输，16位的寄存器数量统计字节数可以一次性传送65535个字节，并且这样是兼容标准的modbus通讯协议，将对字节统计的寄存器扩展一个字节也可以一次性传送65535个字节。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）在读取到故障信号时，并不能完全确定这个故障会不会造成通讯的阻碍或者从站数据的损坏，如读取到电压或是电流的异常信号，这样的异常就可以造成设备的一部分损坏，从而导致通讯不能正常进行或者从站数据损坏，由于不能对造成的后果进行准确的判断，所以在检测到异常信号时就对通讯路径进行检查，检查通讯路径是否通顺，与此同时还要对从站的数据进行校核，以确认从站数据是否收到了干扰，在确认从站数据的时候，由于从站数据较大，用modbus标准通讯模式进行传送需要很多时间，这时使用modbus扩展通讯模式，modbus扩展通讯模式可以一次传送大量数据，大大提高传送的速度；
（2）对异常进行校验，检查通讯路径是否通畅，通讯路径通畅后才能进行从站数据校验，先确认主站和从站已经连接，确认数据可以传送，然后发送校验数据，检查通讯过程中主站发送和从站接收是否有异常，如果校验通过就继续工作，如果校验不通过就换一种通讯模式，就可以排除因为通讯模式导致的校验不通过；
（3）对从站的工作数据进行校验，以免从站执行损坏的数据，从站里的数据较大所以采用扩展通讯模式，加快校验速度，使得不占用太多工作时间，如果校验不通过，就需要对从站里的工作数据进行更新，但是从站要接着继续执行的话，就要采集当前执行状态，根据新的工作数据从当前执行状态继续工作，不能采用主站或者从站保存的进度，那个进度在一些情况下是不准的，比如在突然断电的情况下，主站或从站里的当前执行状态数据还没来得及更新，这样主站或从站里的当前执行状态数据就不是准确的；
（4）把从站里的工作数据发到主站，主站比对从站发来的工作数据和主站存储的工作数据，这样就可以得知从站里的工作数据是否发生变化，只要有一处发生变化，就说明从站工作数据收到了干扰，就不能再继续使用了，需要主站对从站的工作数据进行更新;
（5）主站从站发送数据前要经过三次握手，这样就可以判断主站和从站是否建立了通讯通路，一些因为数据线损坏和数据线连接不牢靠等连接问题就可以检测出来，而不会把这些异常归为数据接收异常，从而有效的识别异常类型，节约了后期修复故障的时间;
（6）将字节统计数设置为奇数可以有效识别扩展通讯的数据，标准通讯数据的字节都是偶数，将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，这样就形成了在这样的传输情况下根据寄存器数量计算来进行数据传输，16位的寄存器数量统计字节数可以一次性传送65535个字节，并且这样是兼容标准的modbus通讯协议，将对字节统计的寄存器扩展一个字节也可以一次性传送65535个字节。
附图说明
图1是本发明涉及的硬件的一种连接示意图
图中：1.纺织机，11.主站，12.从站，13.编码器，14.计数器。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例：一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，在纺织机1上设置有主站11、控制纺织机进行纺织的从站12、读取纺织执行角度的编码器113和读取纺织过程中已纺织完成的纬线数的计数器14，主站与从站通过modbus数据总线连接，其特征是主站与从站通过modbus数据总线进行数据传递，在通讯过程中读取到通讯异常或从站数据异常后，先进行内部校核，校核通过就正常通讯，校核失败就向外部传递故障信号，或者是采集从站从编码器中读取当前执行角度和从站从计数器中读取当前执行纬线数进行排障，在需要加快数据传送速度时进入modbus扩展通讯模式，扩展通讯模式的一种设置方式是将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，在该设置方式下如果需要识别该传送模式是扩展通讯模式时，将字节统计数设置为奇数，另一种设置方式是将对字节统计的寄存器扩展一个字节。modbus扩展通讯模式支持的物理层与modbus标准通信相同的物理层。
通讯异常的读取过程包括以下步骤:
s1：设置时间阈值；
s2：主站和从站进行确认连接操作，主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
s3：根据待传输的校验数据容量选择使用扩展通讯模式传送校验数据，或是选择使用标准通讯模式传送校验数据；
s31：设置数据容量阈值；
s31：待传输的校验数据容量超出数据容量阈值就选择使用扩展通讯模式传送校验数据，待传输的数据容量未超出数据容量阈值就选择使用标准通讯模式传送校验数据。
s4：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过并报故障，此时退出当前通讯模式并开始下一步骤；
s5：主站和从站进行确认连接操作，主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
s6：选择步骤s3未选择的通讯模式传送校验数据；
s7：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过并报故障，此时退出当前通讯模式。
从站数据异常的读取过程包括以下步骤：
l1：在主站接收到从站任何一个报故障信息后，开始下一步骤；
l2：从站将工作数据传到主站进行数据校验，若数据校验通过后，主站向从站发送继续工作信号，否则开始下一步骤；
l21：主站和从站进行确认连接操作，主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l22：从站选择扩展通讯模式向主站发送工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l23：主站将从站发来的数据与存在主站的数据进行对比，若完全一致，则校验通过，主站向从站发送继续工作信号，否则校验不通过。
l3：从站从编码器中读取当前执行角度；从站从计数器中读取当前执行纬线数。；
l4：主站和从站进行确认连接操作，主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l5：主站选择扩展通讯模式向从站发送新的工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l6：从站根据新的工作数据从当前执行状态继续工作。
主站和从站进行确认连接操作过程要经过三次握手，其过程为：
第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；
第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；
第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态。
下面结合具体实施例对本发明所述方法作进一步说明，如图1所示：主站和从站可以是plc或单片机，从站根据主站传来的花纹数据控制织布机的执行机构进行织布作业，扩展通讯模式的一种设置方式是将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，并将字节统计数设置为奇数，扩展通讯模式支持的物理层与modbus标准通信相同的物理层。
s1：设置时间阈值为3s；
s2：主站和从站进行三次握手操作，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号3，并设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，如果第三次握手主站接不到从站的回复消息，或者是从站在第二次握手时接不到主站的消息就报脸数据连接故障；
s3：根据待传输的校验数据大小选择使用扩展通讯模式传送校验数据，或是选择使用标准通讯模式传送校验数据；
s31：设置数据容量阈值为255个字符；
s31：待传输的校验数据容量为563个字符，：待传输的校验数据容量超出数据容量阈值，所以选择使用扩展通讯模式传送校验数据，如果待传输的数据容量小于255个字符，就选择使用标准通讯模式传送校验数据。
s4：在3s内，主站没有收到从站的已接收数据的应答，内部校核不通过并报校核通讯故障，此时退出当前通讯模式并开始下一步骤，如果主站收到从站的已接收数据的应答说明内部校核通过，就按原定程序继续进行作业；
s5：主站和从站进行三次握手操作，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号3，并设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，如果第三次握手主站接不到从站的回复消息，或者是从站在第二次握手时接不到主站的消息就报脸数据连接故障；
s6：选择标准通讯模式传送校验数据；
s7：在3s内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，如果在3s内，主站没有收到从站的已接收数据的应答，内部校核就不通过并报校核通讯故障，此时退出标准通讯模式。
l1：在主站接收到从站电源电压异常的故障信息时，开始下一步骤；
l2：从站将布料的花纹工作数据传到主站进行数据校验，若数据校验通过后，主站向从站发送继续工作信号，否则开始下一步骤；
l21：主站和从站进行三次握手操作，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号3，并设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，如果第三次握手主站接不到从站的回复消息，或者是从站在第二次握手时接不到主站的消息就报脸数据连接故障；
l22：从站选择扩展通讯模式向主站发送布料的花纹工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l23：主站将从站发来的布料的花纹工作数据与存在主站的布料的花纹工作数据进行对比，对比结果是有3处花纹数据不一致，校验就不通过，开始下一步，如果对比结果是完全一致，校验通过，主站向从站发送继续工作信号；
l3：从站从编码器中读取当前布料的花纹的执行角度；计数器读取织布机将一道纬线放置到位的信号，每读取到一个信号，计数器就加一，从站从计数器中读取当前布料已经完成纺织的纬线数；
l4：主站和从站进行三次握手操作，第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号3，并设置为接收状态；第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态，若确认连接，则开始下一步骤，如果第三次握手主站接不到从站的回复消息，或者是从站在第二次握手时接不到主站的消息就报脸数据连接故障；
l5：主站选择扩展通讯模式向从站发送新的布料的花纹工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l6：从站把当前布料的花纹的执行角度和已经完成纺织的纬线数作为搜索点，根据搜索点从新的布料的花纹工作数据中找到搜索点存在的数据点，然后从站从数据点接着往下执行布料的花纹工作数据。
1.一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，在纺织机（1）上设置有主站（11）、控制纺织机进行纺织的从站（12）、读取纺织执行角度的编码器（13）和读取纺织过程中已纺织完成的纬线数的计数器（14），主站与从站通过modbus数据总线连接，其特征是主站与从站通过modbus数据总线进行数据传递，在通讯过程中读取到通讯异常或从站数据异常后，先进行内部校核，校核通过就正常通讯，校核失败就向外部传递故障信号或者采集当前执行状态进行排障，在需要加快数据传送速度时进入modbus扩展通讯模式，modbus扩展通讯模式支持的物理层与modbus标准通信相同的物理层。
2.根据权利要求1所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是通讯异常的读取过程包括以下步骤:
s1：设置时间阈值；
s2：主站（11）和从站（12）进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
s3：根据待传输的校验数据容量选择使用扩展通讯模式传送校验数据，或是选择使用标准通讯模式传送校验数据；
s4：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过，此时退出当前通讯模式并开始下一步骤；
s5：主站和从站进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
s6：选择步骤s3未选择的通讯模式传送校验数据；
s7：如果在时间阈值内，主站收到从站的已接收数据的应答，说明内部校核通过，否则内部校核不通过并报故障，此时退出当前通讯模式。
3.根据权利要求2所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是步骤s3的过程为：
s31：设置数据容量阈值；
s31：待传输的校验数据容量超出数据容量阈值就选择使用扩展通讯模式传送校验数据，待传输的数据容量未超出数据容量阈值就选择使用标准通讯模式传送校验数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是从站数据异常的读取过程包括以下步骤：
l1：在主站（11）接收到从站（12）任何一个报故障信息后，开始下一步骤；
l2：从站将工作数据传到主站进行数据校验，若数据校验通过后，主站向从站发送继续工作信号，从站接到继续工作信号后继续工作，若数据校验不通过，则开始下一步骤；
l3：从站读取工作数据当前执行状态；
l4：主站和从站进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l5：主站选择扩展通讯模式向从站发送新的工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l6：从站根据新的工作数据从当前执行状态继续工作。
5.根据权利要求4所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是步骤l2的过程为：
l21：主站（11）和从站（12）进行确认连接操作，若确认连接，则开始下一步骤，否则就报故障；
l22：从站选择扩展通讯模式向主站发送工作数据，发送完成后退出扩展通讯模式；
l23：主站将从站发来的数据与存在主站的数据进行对比，若完全一致，则校验通过，主站向从站发送继续工作信号，否则校验不通过。
6.根据权利要求4所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是步骤l3包括以下过程：从站（12）从编码器（13）中读取当前执行角度；从站从计数器（14）中读取当前执行纬线数。
7.根据权利要求2或4或5所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是主站（11）和从站（12）进行确认连接操作过程要经过三次握手，其过程为：
第一次：主站向从站发送一个连接请求确认字符；
第二次：从站收到后，回复连接成功信息 当前从站号，设置为接收状态；
第三次：主站收到从站回复的信息后，设置为发送状态。
8.根据权利要求2或3或4或5所述的一种基于modbus扩展通讯的故障处理方法，其特征是扩展通讯模式的一种设置方式是将modbus功能码为16的功能码中对字节数统计的一个字节内容设为0，在该设置方式下，如果需要识别该传送模式是扩展通讯模式时，将字节统计数设置为奇数，如果不需要识别该传送模式是扩展通讯模式时，将字节统计数设置为偶数，另一种设置方式是将对字节统计的寄存器扩展一个字节。
技术总结