基于Modbus网通信技术的研究和应用.doc

研究报告基于MODBUS通信技术的研究和应用调度室二0一一年十一月二十五日项目主创人员：马迅项目参与人员：杨访明 陈召奎 王宾目 录1 概述42 实施方案（以主井为例）52.1 结构52.2 网关软件设置63 上位提取94 结论12基于Modbus通信技术的研究和应用1 概述主副井高压进线柜以及主通风机进线柜以及变频器进线共计8块仪表，采用的是ACR系列网络多功能仪表，它集成全部电力参数的测量（如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、频率、功率因数）以及全面的电能计量和考核管理。同时它具有多种外围接口功能，如RS485通信接口，采用Modbus-RTU协议满足通信联网的需要。在主副井在线监测子系统、主通风机房在线监测子系统中需接入电力仪表的参数，之前电力仪表参数（如电度、电流以及功率因数等）均未上传上位画面。主副井提升系统以及主通风机房采用的S7-300系列PLC，电力仪表支持标准Modbus-RTU协议，可以利用西门子Profibus-dp通信进行提取仪表参数。此种方法是需要编写大量的程序，而且需要大量时间调试通信，考虑到主副井提升的重要性，不宜采用此种方法；另一种方法采用通信管理机，但是价格较为昂贵。基于以上各种因素和条件，我们考虑通过采用Modbus网关软件，通过查看各种资料，我们选择MOXA智能网关，一方面MOXA网关有免费的网关软件，另一方面硬件简单易用不需任何驱动。此网关软件能将RTU协议转换为TCP协议。2 实施方案（以主井为例）2.1 结构主井高压柜进线两个ACR多功仪表采用RS485通信进行互联，支持ModBus Rtu通讯协议，由Moxa网关将RTU转换为TCP接入工业环网为数据采集服务器提供数据。设置电表的站地址。1#进线电度表站地址01、波特率9600；2#进线电度表站地址02、波特率9600；Moxa网管IP分配为：10.10.100.42、配置密码42。整体网络连接图如下： 通过上图可以看出通过MOXA网关转换为TCP吸引送至主井交换机，从而在相同的VLAN（自动化专用VLAN）经过软件配置，都可以采集电度表中的所有电力参数。2.2 网关软件设置Mgate Manager软件为MOXA公司免费的网关软件，安装简单快捷。1、安装完后，打开提示以下画面。图2.1 MOXA网关软件主界面2、点击Broadcst searchs搜索网络中的Moxa网关图2.2 搜索到网关软件的画面3、此时可以看到主井MOXA网关的IP地址图2.3 搜索后的画面4、选择要设置的网管，双击进入到设置项如下图：设置网关IP为10.10.100.42；Netmask：255.255.255.0；Gateway：10.10.100.1；不需设置DNS。5、点击Serial显示以下画面设置波特率与仪表相同。硬件连线方式485两线制。点击OK保存退出，完成。 3 上位提取综合自动化平台数据库采用先进的IFIX软件，其内置免费的MODBUS驱动软件，也就是MBE驱动。1、打开I/O Driver Server软件选择Use Local Serve（本地点击连接）,显示以下画面2、添加通讯通道，如下选择本机使用的网卡，Enable使能。3、添加通讯设备，名称、IP、站号2、使能enable。 4、添加读写的数据块；开始地址以及长度或者结束地址；使能Enable。 5、点击启动以及监视数据。Data显示Good，通信正常。6、点击Data Monitor可以监视采集到的数据。图中40036为Modbus代码，转换为十六进制为0024H，由于ACR仪表的地址从0000H开始提取，而我们设计从0001H开始；所以40036对应仪表中的地址为0025H，查看地址可知上图数据以次为UA、UB、UC、UAB、UBC、UAC、IA、IB、IC、PA等。需要提醒注意的是，此时读取的数据不是最终的数据，真实的数据需要通过计算转换获得：如电流的计算。Val_s= Val_t10（DCT-4），单位A，DCT从0023H低字节中读出，为3。4 结论 此项技术的应用成功解决了主副井、主通风机电力仪表参数的提取。为我矿以后的电力监控系统提出了一条新的思维方式，利用强大的IFIX组态软件，以及国际流行的网关软件，系统扩展方便。只要是标准的MODBUS协议，均可以成功提取各类参数，同时节点地址不受网关的限制。对于电力仪表数量不多、地点较为分散的地点，可以考虑采用此种方