modbus 轉(zhuǎn) IEC61850項目案例
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)場總線協(xié)議，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver數(shù)據(jù)庫。不同型號的網(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。依托500多種型號的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品，可以實現(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“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，從而實現(xiàn)兩個不同協(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)在同一個網(wǎng)段。
3. 網(wǎng)線、12V電源。
4. Modbus從站設(shè)備。本文用一個溫濕度傳感器進(jìn)行測試。
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的型號有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.
3. 點擊 新建設(shè)備，選擇modbus RTU驅(qū)動。
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”的時候需要對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位的地址長度。
2. 如果設(shè)備的地址是從0開始，則設(shè)置網(wǎng)關(guān)時地址加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，點擊菜單“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)里。
9. 點擊菜單“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，字節(jié)順序等參數(shù)。
網(wǎng)關(guān)支持多種數(shù)據(jù)類型，用戶在添加的時候可以根據(jù)采集到數(shù)據(jù)選擇對應(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，可對應(yīng)選擇。
Boolean | 位，布爾變量。變量存儲為 8 位（1 個字節(jié)）的數(shù)值形式，但只能是True 或是 False。 |
Char | 有符號數(shù)，有負(fù)數(shù)。占用一個字節(jié)，8位。 |
Byte | 無符號數(shù)，占用一個字節(jié)，8位。 |
Short | 有符號短整型。有負(fù)數(shù)。長度2個字節(jié)，16位。 |
Word | 無符號的短整型，長度2個字節(jié)，16位。 |
Long | 有符號長整型，有負(fù)數(shù)。長度4個字節(jié)，取值范圍為：-2^31 ~ (2^31 -1)。 |
DWord | 無符號的長整型，且占4個字節(jié)，32位。 |
Float | 單精度浮點型數(shù)據(jù)，長度 4 個字節(jié)，包括一個符號位、一個 8 位 二進(jìn)制指數(shù)和一個 23 位尾數(shù)。浮點型轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)據(jù)的時候請注意字節(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)浮點型數(shù)據(jù)的時候，不對字節(jié)順序進(jìn)行調(diào)整，所以在轉(zhuǎn)換的時候請參考被采集設(shè)備的浮點數(shù)順序。 |
LLong | LLong是長度為8個字節(jié)的有符號整數(shù)。有負(fù)數(shù)。 |
Qword | Qword是長度為8個字節(jié)的無符號整數(shù)。 |
Double | 雙精度浮點(double)型，占8 個字節(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 | 說明 |
啟用 | Yes:啟動61850功能 |
啟用上報 | Yes：啟動網(wǎng)關(guān)的自動上報功能，定時上報，數(shù)據(jù)有變化也上報。 |
端口 | 102．網(wǎng)關(guān)的偵聽端口，一般不修改。 |
上報觸發(fā)GI | 數(shù)據(jù)有變化就上報數(shù)據(jù)。需把“啟用上報”設(shè)置成YES |
上報周期間隔 | 網(wǎng)關(guān)自動上報數(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 |
上報實例數(shù)量 | 上報的主站數(shù)量。如果需要多個，可根據(jù)主站需求設(shè)置 |
上報實例簡單名稱 | 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，則會導(dǎo)出DA數(shù)據(jù)集 設(shè)置DO，則會導(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，也可以對照進(jìn)行修改。
2. 添加要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)。
選項 | 說明 |
SPS單點狀態(tài) | 遙信數(shù)字量DI點，布爾量狀態(tài)上報。點位名稱：Ind1, Ind2, Ind3 ... （I是大寫的i） |
INS整數(shù)狀態(tài) | 遙信多狀態(tài)DI點，多布爾量狀態(tài)上報。 |
SPC可控單點 | 遙控輸出量DO點，平臺控制布爾量。點位名稱：SPCSO1, SPCSO2, SPCSO3。（O是大寫的o，不是數(shù)字0） |
MV測量 | 遙測模擬量AI點。模擬量上報。點位名稱：AnIn1, AnIn2, AnIn3 ...（I是大寫的i） |
APC可控模擬設(shè)點 | 遙調(diào)。平臺下發(fā)設(shè)置模擬量。點位名稱：APC1,APC2... |
3. 如果需要平臺可以下發(fā)控制，需要把變量放在“SPC可控單點”，“APC可控模擬設(shè)點”。
“SPS單點狀態(tài)”和“SPC可控單點”是開關(guān)量。
“MV測量值”和“APC可控模擬設(shè)點”是數(shù)據(jù)模擬量。
4. 設(shè)置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網(wǎng)關(guān)中。
6 網(wǎng)關(guān)使用多個邏輯設(shè)備和邏輯節(jié)點的方法
1. 在一些采集的數(shù)據(jù)量大的場合，比如超過1000個點，建議建多個邏輯設(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，一個邏輯設(shè)備名稱下的點數(shù)（不是邏輯節(jié)點）不超過200個。點數(shù)多，則設(shè)置多個邏輯設(shè)備。 |
GGIO1 | GGIO1：邏輯節(jié)點名稱。同一個邏輯設(shè)備下，可以設(shè)置多個邏輯節(jié)點。 |
Ind1 | Ind1：點位名稱 |
使用協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)可以很方便的實現(xiàn)不同協(xié)議的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。大量節(jié)省了項目實施過程的時間成本，人力成本。VFBOX網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品都是工業(yè)級品質(zhì)，符合工業(yè)應(yīng)用的場景。只需要簡單的參數(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：
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. 只需要簡單的配置就可以實現(xiàn)功能需求。
4. 設(shè)備長期穩(wěn)定工作。
5. 網(wǎng)關(guān)運行架構(gòu)如下
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