modbus 转 IEC61850项目案例_modbus_IEC61850

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modbus 转 IEC61850项目案例

仰科onker

2024/7/12 10:54:52

1 案例说明

1. 设置网关采集Modbus设备数据

2. 把采集的数据转成IEC61850协议转发给其他系统。

2VFBOX网关工作原理

VFBOX网关是协议转换网关，是把一种协议转换成另外一种协议。网关可以采集西门子，欧姆龙，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698电表，modbus rtu tcp，环保的HJ212协议，opc ua和opc da，电力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT现场总线协议，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver数据库。不同型号的网关支持不同的协议，具体支持的协议参考网关侧面标签上的型号。依托500多种型号的网关产品，可以实现多种不同协议之间的互联互通。

网关连接在不同协议的设备之间，就像一个“翻译”，把一种设备支持的协议，转换成另一种设备支持的协议，从而实现两个不同协议的设备之间的数据交换。工作架构如下：

3 准备工作

1. VFBOX网关。支持采集modbus设备数据，IEC61850协议转发。

2. 电脑。IP设置成192.168.1.198，和网关在同一个网段。

3. 网线、12V电源。

4. Modbus从站设备。本文用一个温湿度传感器进行测试。

4 设置网关采集modbus从站数据

1. 硬件连接。首先确认设备的接口是RS232还是RS485接口。并按如下的方式进行连接。

接口类型	设备	网关
RS232接口	RX	COM1-TX
	TX	COM1-RX
	GND	COM1-GND
RS485接口	A	COM1-A
	B	COM1-B

2. 在电脑上打开VFBOX Studio配置软件。新建工程，选择对应的设备类型。设备类型查看设备背面的标签。可选的型号有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.

3. 点击新建设备，选择modbus RTU驱动。

4. 输入设备名称，自己定义设备名称。

5. 输入和设备相同的串口参数。比如，设备的波特率是9600，则下面的对话框也选择9600.

6. 增加要采集的数据。输入数据的数据类型和寄存器地址。

7. 填写说明。在添加“地址”的时候需要对modbus的通信指令有一些了解，这里面有一些默认的规则。可先查看设备的说明书，找到要读取的地址。然后通过对比下表进行设置。

数据区	功能说明
0X Digital Coils	数据类型：Boolean 读写：可读写寄存器地址：00001-09999（10进制），协议地址：0000H-270FH（16进制）对应的功能码：01H 05H 0FH
1X digital Inputs	数据类型：Boolean 读写：只读寄存器地址：10001-19999（10进制），协议地址：0000H-270FH（16进制）对应的功能码：02H
3X Analog Inputs	数据类型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 读写：只读寄存器地址：30001-39999（10进制），协议地址：0000H-270FH（16进制）对应的功能码：04H
4X Holding Registers	数据类型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 读写：可读写地址范围：40001-49999（10进制），0000H-270FH（16进制）对应的功能码：03H 06H 10H

其他说明：

1. 地址可填写5位或者6位的地址长度。

2. 如果设备的地址是从0开始，则设置网关时地址加1。

3. 地址是10进制。

举例1：假设要读取的地址是40015，数据类型是float，地址从0开始，则查看上表，40015对应的数据区是“4X Holding Registers”，且数据类型是float，则数据区选择“4X Holding Registers（2 Registers）”，设备地址从0开始，则在网关里配置为40016，配置如下：

举例2：假设读取数据的功能码是03，地址是0x39，地址从1开始，数据类型是double。查看上表可知，03功能码对应的数据区是“4X Holding Registers”，数据类型是double，则数据区选择“4X Holding Registers（4 Registers）”，地址是0x39，转换成10进制是57，则设置如下：

8. 设置完成后，点击菜单“下载”，把工程下载到网关里。

9. 点击菜单“查看数据”，查看网关采集到的数据。

10. 如果显示的数据和实际不匹配，可能是字节顺序要调整。在下面的窗口中可以修改波特率，扫描间隔，通讯超时，字节顺序等参数。

11. 数据类型

网关支持多种数据类型，用户在添加的时候可以根据采集到数据选择对应的数据类型。不同的设备可能有不同的数据类型名称，可对应选择。

Boolean	位，布尔变量。变量存储为 8 位（1 个字节）的数值形式，但只能是True 或是 False。
Char	有符号数，有负数。占用一个字节，8位。
Byte	无符号数，占用一个字节，8位。
Short	有符号短整型。有负数。长度2个字节，16位。
Word	无符号的短整型，长度2个字节，16位。
Long	有符号长整型，有负数。长度4个字节，取值范围为：-2^31 ~ (2^31 -1)。
DWord	无符号的长整型，且占4个字节，32位。
Float	单精度浮点型数据，长度 4 个字节，包括一个符号位、一个 8 位二进制指数和一个 23 位尾数。浮点型转换成10进制数据的时候请注意字节顺序问题。在不同的设备中字节顺序不同，有4种不同的字节顺序：1234、4321、3412、2143。网关在转发浮点型数据的时候，不对字节顺序进行调整，所以在转换的时候请参考被采集设备的浮点数顺序。
LLong	LLong是长度为8个字节的有符号整数。有负数。
Qword	Qword是长度为8个字节的无符号整数。
Double	双精度浮点(double)型，占8 个字节（64位）内存空间。

5 用IEC61850协议转发数据

1. 启用IEC61850服务。

选项	说明
启用	Yes:启动61850功能
启用上报	Yes：启动网关的自动上报功能，定时上报，数据有变化也上报。
端口	102．网关的侦听端口，一般不修改。
上报触发GI	数据有变化就上报数据。需把“启用上报”设置成YES
上报周期间隔	网关自动上报数据的间隔。单位毫秒。
控制模式	控制模式： Select before operate：选控。选择变量后再控制 Sbow：select with value Direct：直控。直接控制
上报实例数量	上报的主站数量。如果需要多个，可根据主站需求设置
上报实例简单名称	Yes：只有名称。 No：包含设备名称，路径等信息。
数据集内容	设置DA，则会导出DA数据集设置DO，则会导出DO数据集
SPS附加属性 MV附加属性 APC选择属性	设置成Yes，则导出的ICD文件中包含相应信息。设置成No，则导出的ICD文件中不包含相应信息。
IED名称	网关的IED名称
逻辑设备名称	逻辑设备名称

注：以上参数如果不确定，一般使用默认即可，主站有特殊需求在进行相应的修改。另外可让主站提供ICD文件的样例，也可以对照进行修改。

2. 添加要转发的数据。

选项	说明
SPS单点状态	遥信数字量DI点，布尔量状态上报。点位名称：Ind1, Ind2, Ind3 ... （I是大写的i）
INS整数状态	遥信多状态DI点，多布尔量状态上报。
SPC可控单点	遥控输出量DO点，平台控制布尔量。点位名称：SPCSO1, SPCSO2, SPCSO3。（O是大写的o，不是数字0）
MV测量	遥测模拟量AI点。模拟量上报。点位名称：AnIn1, AnIn2, AnIn3 ...（I是大写的i）
APC可控模拟设点	遥调。平台下发设置模拟量。点位名称：APC1,APC2...

3. 如果需要平台可以下发控制，需要把变量放在“SPC可控单点”，“APC可控模拟设点”。

“SPS单点状态”和“SPC可控单点”是开关量。

“MV测量值”和“APC可控模拟设点”是数据模拟量。

4. 设置完成后，点击菜单“下载”，把工程下载到网关中。

6 网关使用多个逻辑设备和逻辑节点的方法

1. 在一些采集的数据量大的场合，比如超过1000个点，建议建多个逻辑设备。

2. 如下图所示，把“逻辑设备名称”清空。保留IED名称。

3. 按如下方式设置标签名称。

标签名称	说明
DEV1	DEV1是逻辑设备名称，一个逻辑设备名称下的点数（不是逻辑节点）不超过200个。点数多，则设置多个逻辑设备。
GGIO1	GGIO1：逻辑节点名称。同一个逻辑设备下，可以设置多个逻辑节点。
Ind1	Ind1：点位名称

7 案例总结

使用协议转换网关可以很方便的实现不同协议的设备之间的数据转换。大量节省了项目实施过程的时间成本，人力成本。VFBOX网关产品都是工业级品质，符合工业应用的场景。只需要简单的参数配置，可以很快完成设备和系统之间的连接。方案优点：

1. 不需要修改设备里的程序。

2. 不影响设备原有的工作方式和功能。

3. 只需要简单的配置就可以实现功能需求。

4. 设备长期稳定工作。

5. 网关运行架构如下

审核编辑(

王静

)