基于Modbus网通信技术的研究和应用.docx

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基于Modbus网通信技术的研究和应用

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

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ModBusRtu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

MgateManager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2.1MOXA网关软件主界面

2、点击Broadcstsearchs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/ODriverServer软件

选择UseLocalServe（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DataMonitor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_t×10（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式。

其主要有以下几个优点：

1、无需组态、编程，简单易学。

2、利用我矿1000M工业以太网提高传输速率。

3、接入安全可靠，不改变原有系统的一切，后期维护简单。

4、极大的减少了对设备以及人员的投入。