modbus 轉(zhuǎn) IEC61850項(xiàng)目案例
1 案例說明
1. 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集Modbus設(shè)備數(shù)據(jù)
2. 把采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成IEC61850協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給其他系統(tǒng)。
VFBOX網(wǎng)關(guān)是協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),是把一種協(xié)議轉(zhuǎn)換成另外一種協(xié)議。網(wǎng)關(guān)可以采集西門子,歐姆龍,三菱,AB PLC,DLT645,DLT698電表,modbus rtu tcp,環(huán)保的HJ212協(xié)議,opc ua和opc da,電力的IEC103 IEC104, IEC61850等,以及EthernetIP,Profinet IO,CCLink,EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議,bacnet,MQTT,mysql,sqlserver數(shù)據(jù)庫。不同型號(hào)的網(wǎng)關(guān)支持不同的協(xié)議,具體支持的協(xié)議參考網(wǎng)關(guān)側(cè)面標(biāo)簽上的型號(hào)。依托500多種型號(hào)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品,可以實(shí)現(xiàn)多種不同協(xié)議之間的互聯(lián)互通。
網(wǎng)關(guān)連接在不同協(xié)議的設(shè)備之間,就像一個(gè)“翻譯”,把一種設(shè)備支持的協(xié)議,轉(zhuǎn)換成另一種設(shè)備支持的協(xié)議,從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。工作架構(gòu)如下:
1. VFBOX網(wǎng)關(guān)。支持采集modbus設(shè)備數(shù)據(jù),IEC61850協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。
2. 電腦。IP設(shè)置成192.168.1.198,和網(wǎng)關(guān)在同一個(gè)網(wǎng)段。
3. 網(wǎng)線、12V電源。
4. Modbus從站設(shè)備。本文用一個(gè)溫濕度傳感器進(jìn)行測(cè)試。
4 設(shè)置網(wǎng)關(guān)采集modbus從站數(shù)據(jù)
1. 硬件連接。首先確認(rèn)設(shè)備的接口是RS232還是RS485接口。并按如下的方式進(jìn)行連接。
接口類型 | 設(shè)備 | 網(wǎng)關(guān) |
RS232接口 | RX | COM1-TX |
| TX | COM1-RX |
| GND | COM1-GND |
RS485接口 | A | COM1-A |
| B | COM1-B |
2. 在電腦上打開VFBOX Studio配置軟件。新建工程,選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備類型。設(shè)備類型查看設(shè)備背面的標(biāo)簽??蛇x的型號(hào)有:VB301-1100,VB301-1200,VB301-1400,VB302-2400,VB303-2400.
3. 點(diǎn)擊 新建設(shè)備,選擇modbus RTU驅(qū)動(dòng)。
4. 輸入設(shè)備名稱,自己定義設(shè)備名稱。
5. 輸入和設(shè)備相同的串口參數(shù)。比如,設(shè)備的波特率是9600,則下面的對(duì)話框也選擇9600.
6. 增加要采集的數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型和寄存器地址。
7. 填寫說明。在添加“地址”的時(shí)候需要對(duì)modbus的通信指令有一些了解,這里面有一些默認(rèn)的規(guī)則??上炔榭丛O(shè)備的說明書,找到要讀取的地址。然后通過對(duì)比下表進(jìn)行設(shè)置。
數(shù)據(jù)區(qū) | 功能說明 |
0X Digital Coils | 數(shù)據(jù)類型:Boolean 讀寫:可讀寫 寄存器地址:00001-09999(10進(jìn)制), 協(xié)議地址:0000H-270FH(16進(jìn)制) 對(duì)應(yīng)的功能碼:01H 05H 0FH |
1X digital Inputs | 數(shù)據(jù)類型:Boolean 讀寫:只讀 寄存器地址:10001-19999(10進(jìn)制), 協(xié)議地址:0000H-270FH(16進(jìn)制) 對(duì)應(yīng)的功能碼:02H |
3X Analog Inputs
| 數(shù)據(jù)類型: 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫:只讀 寄存器地址:30001-39999(10進(jìn)制), 協(xié)議地址:0000H-270FH(16進(jìn)制) 對(duì)應(yīng)的功能碼:04H |
4X Holding Registers | 數(shù)據(jù)類型: 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫:可讀寫 地址范圍:40001-49999(10進(jìn)制),0000H-270FH(16進(jìn)制) 對(duì)應(yīng)的功能碼:03H 06H 10H |
其他說明:
1. 地址可填寫5位或者6位的地址長(zhǎng)度。
2. 如果設(shè)備的地址是從0開始,則設(shè)置網(wǎng)關(guān)時(shí)地址加1。
3. 地址是10進(jìn)制。
舉例1:假設(shè)要讀取的地址是40015,數(shù)據(jù)類型是float,地址從0開始,則查看上表,40015對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”,且數(shù)據(jù)類型是float,則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers(2 Registers)”,設(shè)備地址從0開始,則在網(wǎng)關(guān)里配置為40016,配置如下:
舉例2:假設(shè)讀取數(shù)據(jù)的功能碼是03,地址是0x39,地址從1開始,數(shù)據(jù)類型是double。查看上表可知,03功能碼對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)是“4X Holding Registers”,數(shù)據(jù)類型是double,則數(shù)據(jù)區(qū)選擇“4X Holding Registers(4 Registers)”,地址是0x39,轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制是57,則設(shè)置如下:
8. 設(shè)置完成后,點(diǎn)擊菜單“下載”,把工程下載到網(wǎng)關(guān)里。
9. 點(diǎn)擊菜單“查看數(shù)據(jù)”,查看網(wǎng)關(guān)采集到的數(shù)據(jù)。
10. 如果顯示的數(shù)據(jù)和實(shí)際不匹配,可能是字節(jié)順序要調(diào)整。在下面的窗口中可以修改波特率,掃描間隔,通訊超時(shí),字節(jié)順序等參數(shù)。
網(wǎng)關(guān)支持多種數(shù)據(jù)類型,用戶在添加的時(shí)候可以根據(jù)采集到數(shù)據(jù)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類型。不同的設(shè)備可能有不同的數(shù)據(jù)類型名稱,可對(duì)應(yīng)選擇。
Boolean | 位,布爾變量。變量存儲(chǔ)為 8 位(1 個(gè)字節(jié))的數(shù)值形式,但只能是True 或是 False。 |
Char | 有符號(hào)數(shù),有負(fù)數(shù)。占用一個(gè)字節(jié),8位。 |
Byte | 無符號(hào)數(shù),占用一個(gè)字節(jié),8位。 |
Short | 有符號(hào)短整型。有負(fù)數(shù)。長(zhǎng)度2個(gè)字節(jié),16位。 |
Word | 無符號(hào)的短整型,長(zhǎng)度2個(gè)字節(jié),16位。 |
Long | 有符號(hào)長(zhǎng)整型,有負(fù)數(shù)。長(zhǎng)度4個(gè)字節(jié),取值范圍為:-2^31 ~ (2^31 -1)。 |
DWord | 無符號(hào)的長(zhǎng)整型,且占4個(gè)字節(jié),32位。 |
Float | 單精度浮點(diǎn)型數(shù)據(jù),長(zhǎng)度 4 個(gè)字節(jié),包括一個(gè)符號(hào)位、一個(gè) 8 位 二進(jìn)制指數(shù)和一個(gè) 23 位尾數(shù)。浮點(diǎn)型轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)據(jù)的時(shí)候請(qǐng)注意字節(jié)順序問題。在不同的設(shè)備中字節(jié)順序不同,有4種不同的字節(jié)順序:1234、4321、3412、2143。網(wǎng)關(guān)在轉(zhuǎn)發(fā)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的時(shí)候,不對(duì)字節(jié)順序進(jìn)行調(diào)整,所以在轉(zhuǎn)換的時(shí)候請(qǐng)參考被采集設(shè)備的浮點(diǎn)數(shù)順序。 |
LLong | LLong是長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)的有符號(hào)整數(shù)。有負(fù)數(shù)。 |
Qword | Qword是長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)的無符號(hào)整數(shù)。 |
Double | 雙精度浮點(diǎn)(double)型,占8 個(gè)字節(jié)(64位)內(nèi)存空間。 |
5 用IEC61850協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)
1. 啟用IEC61850服務(wù)。
選項(xiàng) | 說明 |
啟用 | Yes:啟動(dòng)61850功能 |
啟用上報(bào) | Yes:?jiǎn)?dòng)網(wǎng)關(guān)的自動(dòng)上報(bào)功能,定時(shí)上報(bào),數(shù)據(jù)有變化也上報(bào)。 |
端口 | 102.網(wǎng)關(guān)的偵聽端口,一般不修改。 |
上報(bào)觸發(fā)GI | 數(shù)據(jù)有變化就上報(bào)數(shù)據(jù)。需把“啟用上報(bào)”設(shè)置成YES |
上報(bào)周期間隔 | 網(wǎng)關(guān)自動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)的間隔。單位毫秒。 |
控制模式 | 控制模式: Select before operate:選控。選擇變量后再控制 Sbow:select with value Direct:直控。直接控制 |
上報(bào)實(shí)例數(shù)量 | 上報(bào)的主站數(shù)量。如果需要多個(gè),可根據(jù)主站需求設(shè)置 |
上報(bào)實(shí)例簡(jiǎn)單名稱 | Yes:只有名稱。 No:包含設(shè)備名稱,路徑等信息。 |
數(shù)據(jù)集內(nèi)容 | 設(shè)置DA,則會(huì)導(dǎo)出DA數(shù)據(jù)集 設(shè)置DO,則會(huì)導(dǎo)出DO數(shù)據(jù)集 |
SPS附加屬性 MV附加屬性 APC選擇屬性 | 設(shè)置成Yes,則導(dǎo)出的ICD文件中包含相應(yīng)信息。 設(shè)置成No,則導(dǎo)出的ICD文件中不包含相應(yīng)信息。
|
IED名稱 | 網(wǎng)關(guān)的IED名稱 |
邏輯設(shè)備名稱 | 邏輯設(shè)備名稱 |
注:以上參數(shù)如果不確定,一般使用默認(rèn)即可,主站有特殊需求在進(jìn)行相應(yīng)的修改。另外可讓主站提供ICD文件的樣例,也可以對(duì)照進(jìn)行修改。
2. 添加要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。
選項(xiàng) | 說明 |
SPS單點(diǎn)狀態(tài) | 遙信數(shù)字量DI點(diǎn),布爾量狀態(tài)上報(bào)。點(diǎn)位名稱:Ind1, Ind2, Ind3 ... (I是大寫的i) |
INS整數(shù)狀態(tài) | 遙信多狀態(tài)DI點(diǎn),多布爾量狀態(tài)上報(bào)。 |
SPC可控單點(diǎn) | 遙控輸出量DO點(diǎn),平臺(tái)控制布爾量。點(diǎn)位名稱:SPCSO1, SPCSO2, SPCSO3。(O是大寫的o,不是數(shù)字0) |
MV測(cè)量 | 遙測(cè)模擬量AI點(diǎn)。模擬量上報(bào)。點(diǎn)位名稱:AnIn1, AnIn2, AnIn3 ...(I是大寫的i) |
APC可控模擬設(shè)點(diǎn) | 遙調(diào)。平臺(tái)下發(fā)設(shè)置模擬量。點(diǎn)位名稱:APC1,APC2... |
3. 如果需要平臺(tái)可以下發(fā)控制,需要把變量放在“SPC可控單點(diǎn)”,“APC可控模擬設(shè)點(diǎn)”。
“SPS單點(diǎn)狀態(tài)”和“SPC可控單點(diǎn)”是開關(guān)量。
“MV測(cè)量值”和“APC可控模擬設(shè)點(diǎn)”是數(shù)據(jù)模擬量。
4. 設(shè)置完成后,點(diǎn)擊菜單“下載”,把工程下載到網(wǎng)關(guān)中。
6 網(wǎng)關(guān)使用多個(gè)邏輯設(shè)備和邏輯節(jié)點(diǎn)的方法
1. 在一些采集的數(shù)據(jù)量大的場(chǎng)合,比如超過1000個(gè)點(diǎn),建議建多個(gè)邏輯設(shè)備。
2. 如下圖所示,把“邏輯設(shè)備名稱”清空。保留IED名稱。
3. 按如下方式設(shè)置標(biāo)簽名稱。
標(biāo)簽名稱 | 說明 |
DEV1 | DEV1是邏輯設(shè)備名稱,一個(gè)邏輯設(shè)備名稱下的點(diǎn)數(shù)(不是邏輯節(jié)點(diǎn))不超過200個(gè)。點(diǎn)數(shù)多,則設(shè)置多個(gè)邏輯設(shè)備。 |
GGIO1 | GGIO1:邏輯節(jié)點(diǎn)名稱。同一個(gè)邏輯設(shè)備下,可以設(shè)置多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)。 |
Ind1 | Ind1:點(diǎn)位名稱 |
使用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)可以很方便的實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。大量節(jié)省了項(xiàng)目實(shí)施過程的時(shí)間成本,人力成本。VFBOX網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品都是工業(yè)級(jí)品質(zhì),符合工業(yè)應(yīng)用的場(chǎng)景。只需要簡(jiǎn)單的參數(shù)配置,可以很快完成設(shè)備和系統(tǒng)之間的連接。方案優(yōu)點(diǎn):
1. 不需要修改設(shè)備里的程序。
2. 不影響設(shè)備原有的工作方式和功能。
3. 只需要簡(jiǎn)單的配置就可以實(shí)現(xiàn)功能需求。
4. 設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
5. 網(wǎng)關(guān)運(yùn)行架構(gòu)如下
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