常见通信协议的接口调试方法 版本号：1.0.1 发布时间：2012-2-4 Modbus Modbus是一种工业领域通信协议标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。 Modbus协议是一个Master/Slave架构的协议。有一个节点是Master 节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是 Slave 节点。Master节点类似Client/Server架构中的Client，Slave则类似Server。工业上Modbus协议的常见架构如下图所示。 应用场合 Modbus协议主要用于测风塔数据实时读取、风机数据实时读取。将来有可能用于集控系统中，读取各类数据和进行远程控制。 在清三营、长风风电场，莱维赛尔的测风塔使用Modbus RTU协议与功率预测系统通信。 在向阳风电场，明阳的SCADA服务器通过Modbus TCP协议向功率预测系统提供各风机的实时运行数据。 在乌力吉、浩日格吐、马力、前后查台等风电场，赛风的测风塔使用Modbus RTU over TCP协议与功率预测系统通信。 Modbus数据模型 在Slave和Master进行通信时，Slave会将其提供的变量映射到四张不同的表上，Master从表中相应位置读/写变量，就完成了数据获取或命令下达。这四张不同的表，称作Modbus数据模型（Modbus Data Model）。 为了理解方便，这里将四张表分别称作1位只读表、1位可读可写表、16位只读表、16位可读可写表。（类似电力通信国标中的遥信、遥控、遥测、遥调。）1位表用来映射单比特数据类型的变量，通常是布尔型变量；16位表用来映射双字节数据类型的变量，如int16、float16等，如果希望映射int32、float32等四字节变量，可以通过一次使用16位表中的两个位置来实现。只读表用来映射Master只能读取的变量；可读可写表用来映射Master既可读取、又可改写的变量。 1位只读表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） ... 1位可读可写表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） ... 16位只读表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） ... 16位可读可写表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） ... 例如，在某温度监视系统中，一部温度传感器与一台上位机通过Modbus总线进行通信，温度传感器是Server，上位机是Client。对温度传感器提供的变量做如下映射： 变量含义 数据类型 映射表 在映射表中的起始位置 高8位在前 是否停止运行 bool 1位只读表 0 - 有无故障 bool 1位只读表 2 - 外部温度 float32 16位只读表 1 否 内部温度 float32 16位只读表 3 否 外部温度告警值 float16 16位可读可写表 2 否 内部温度告警值 float16 16位可读可写表 4 否 1位只读表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） 是否停止运行 有无故障 ... 1位可读可写表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） ... 16位只读表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） 外部温度 内部温度 ... 16位可读可写表 变量地址 0 1 2 3 4 5 ... 数据区域 （1个方格表示1 bit） 外部温度告警值 内部温度告警值 ... 再次说明，1位只读表、1位可读可写表、16位只读表、16位可读可写表等名称是本文档为了方便读者理解自拟的，在Modbus协议规范中有它们的正式名称。另外，不同厂商的设备/软件说明书中，对这四张表的称呼又有不同。 1位只读表 1位可读可写表 16位只读表 16位可读可写表 Modbus协议规范 Discretes Input Coils Input Registers Holding Registers Bachmann PLC Disc Coils Regs HRegs Siemens PLC Input Coil Output Coil Input Register Output Register Holding Register Modbus RTU、Modbus TCP与Modbus RTU over TCP Modbus协议有很多种变体，最常见的是Modbus RTU、Modbus TCP和Modbus RTU over TCP。 为了能从众多Slave中唯一地标识出希望与其通信的Slave，需要知道Slave的地址。不同的变体对Slave地址的描述方式不同。对于Modbus RTU、Modbus TCP和Modbus RTU over TCP，其硬件接口与对Slave地址的描述方式如下表： 硬件接口 是否需要指定Slave Id 是否需要指定IP地址与TCP端口 其他需要指定的参数 Modbus RTU 串口 是 否 通信端口、波特率、数据位、校验方式、停止位 Modbus TCP 网口 否 是 无 Modbus RTU over TCP 网口 是 是 无 调试工具与调试方法 Modbus Poll和Modbus Slave是Modbus Tools系列软件中的两个工具软件，可运行在Windows 2000/XP/Vista/7平台。Modbus Poll可用于测试从Slave中实时读取数据。Modbus Slave是一款Slave模拟软件，可用于模拟出一个假想的Slave设备。 modpoll?的用法./modpoll?-m?tcp?-a?1?-r?2?-c??8?-t?3?-p?5021?192.168.100.1-a?后面接?slave?id-r?后面接?起始偏移地址，这个地址要比配置文件中的地址大1-c?后面接?读取数据个数-t?后面接数据类型-p?后面接端口最后加上?ip 172.18.106.11:10004 liksun liksungogogo/liksunispower/liksun /home/opps/config/opps.cfg OPC DA OPC是OLE for Process Control 的缩写，其最大的特点是必须运行在Windows平台，因为它基于微软的OLE、COM、DCOM技术而实现。 严格地说，OPC是指一系列协议，如OPC DA、OPC HDA、OPC DA-XML、OPC AE、OPC UA、OPC DX等。但由于OPC DA的使用最为广泛，所以一般说OPC就是指OPC DA，即OPC Data Access。 OPC DA最新的协议版本是OPC DA 3.0，目前主流的版本是OPC DA 2.0。 应用场合 OPC协议目前多用于风机实时数据的读取，且主要为华锐SCADA服务器的风机实时数据接口。将来有可能用于集控系统中，读取各类数据和进行远程控制。 在高山子、阜北、彰北、通榆等风电场，华锐的SCADA服务器通过OPC协议向功率预测系统提供各风机的实时运行数据。 OPC DA 的特点 为了从同一局域网的众多机器中标识出OPC服务软件所在的机器，需要指定该机器的IP地址。由于同一台机器上有可能运行多个OPC服务，需要指定该OPC服务的名称。最后，通过字符串形式的变量名称来指定希望读/写的变量。 例如高山子风电场华锐SCADA系统的OPC服务器的信息和部分变量如下： IP地址 86.21.0.19 服务名称 HrDataSvr 变量名称 含义 数据类型 是否可写 ABB_WT1.Basic.PlcSta 1#风机的PLC状态 Short 否 ABB_WT2.Basic.WinSpe 2#风机的机舱外风速 Float 否 ABB_WT3.Basic.ActPow 3#风机的有功功率 Float 否 ABB_WT8.Basic.bErrSta 8#风机是否故障 Boolean 否 与Modbus不同，OPC的变量名称一旦指定，其数据类型与是否可写就是确定的了。 另外，OPC的变量除了具有value属性（表示该变量的实时值）之外，还具有quality和timestamp属性，表示读取该变量时的通信质量和该变量的更新时间。Modbus的变量只有值。 调试工具与调试方法 MatrikonOPC是一家专业开发OPC相关软件的加拿大公司。MatrikonOPC Explorer是一款OPC客户端软件，可用于测试OPC服务器。MatrikonOPC OPC Simulation Server是一款OPC服务器模拟软件。 OPC Quick Client是一款小巧的OPC客户端软件，无需安装，快捷简便。 CDT规约 CDT，也称部颁CDT，是我国的电力和自动控制领域的常见的通信接口。与其他规约相比，它的特点是： 1

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