modbus 轉 IEC61850項目案例_modbus_IEC61850

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應用設計

modbus 轉 IEC61850項目案例

仰科onker

2024/7/12 10:54:52

1 案例說明

1. 設置網關采集Modbus設備數據

2. 把采集的數據轉成IEC61850協議轉發給其他系統。

2VFBOX網關工作原理

VFBOX網關是協議轉換網關，是把一種協議轉換成另外一種協議。網關可以采集西門子，歐姆龍，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698電表，modbus rtu tcp，環保的HJ212協議，opc ua和opc da，電力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT現場總線協議，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver數據庫。不同型號的網關支持不同的協議，具體支持的協議參考網關側面標簽上的型號。依托500多種型號的網關產品，可以實現多種不同協議之間的互聯互通。

網關連接在不同協議的設備之間，就像一個“翻譯”，把一種設備支持的協議，轉換成另一種設備支持的協議，從而實現兩個不同協議的設備之間的數據交換。工作架構如下：

3 準備工作

1. VFBOX網關。支持采集modbus設備數據，IEC61850協議轉發。

2. 電腦。IP設置成192.168.1.198，和網關在同一個網段。

3. 網線、12V電源。

4. Modbus從站設備。本文用一個溫濕度傳感器進行測試。

4 設置網關采集modbus從站數據

1. 硬件連接。首先確認設備的接口是RS232還是RS485接口。并按如下的方式進行連接。

接口類型	設備	網關
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，選擇對應的設備類型。設備類型查看設備背面的標簽。可選的型號有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.

3. 點擊新建設備，選擇modbus RTU驅動。

4. 輸入設備名稱，自己定義設備名稱。

5. 輸入和設備相同的串口參數。比如，設備的波特率是9600，則下面的對話框也選擇9600.

6. 增加要采集的數據。輸入數據的數據類型和寄存器地址。

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，這里面有一些默認的規則。可先查看設備的說明書，找到要讀取的地址。然后通過對比下表進行設置。

數據區	功能說明
0X Digital Coils	數據類型：Boolean 讀寫：可讀寫寄存器地址：00001-09999（10進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：01H 05H 0FH
1X digital Inputs	數據類型：Boolean 讀寫：只讀寄存器地址：10001-19999（10進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：02H
3X Analog Inputs	數據類型： 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進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：04H
4X Holding Registers	數據類型： 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進制），0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：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. 如果設備的地址是從0開始，則設置網關時地址加1。

3. 地址是10進制。

舉例1：假設要讀取的地址是40015，數據類型是float，地址從0開始，則查看上表，40015對應的數據區是“4X Holding Registers”，且數據類型是float，則數據區選擇“4X Holding Registers（2 Registers）”，設備地址從0開始，則在網關里配置為40016，配置如下：

舉例2：假設讀取數據的功能碼是03，地址是0x39，地址從1開始，數據類型是double。查看上表可知，03功能碼對應的數據區是“4X Holding Registers”，數據類型是double，則數據區選擇“4X Holding Registers（4 Registers）”，地址是0x39，轉換成10進制是57，則設置如下：

8. 設置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網關里。

9. 點擊菜單“查看數據”，查看網關采集到的數據。

10. 如果顯示的數據和實際不匹配，可能是字節順序要調整。在下面的窗口中可以修改波特率，掃描間隔，通訊超時，字節順序等參數。

11. 數據類型

網關支持多種數據類型，用戶在添加的時候可以根據采集到數據選擇對應的數據類型。不同的設備可能有不同的數據類型名稱，可對應選擇。

Boolean	位，布爾變量。變量存儲為 8 位（1 個字節）的數值形式，但只能是True 或是 False。
Char	有符號數，有負數。占用一個字節，8位。
Byte	無符號數，占用一個字節，8位。
Short	有符號短整型。有負數。長度2個字節，16位。
Word	無符號的短整型，長度2個字節，16位。
Long	有符號長整型，有負數。長度4個字節，取值范圍為：-2^31 ~ (2^31 -1)。
DWord	無符號的長整型，且占4個字節，32位。
Float	單精度浮點型數據，長度 4 個字節，包括一個符號位、一個 8 位二進制指數和一個 23 位尾數。浮點型轉換成10進制數據的時候請注意字節順序問題。在不同的設備中字節順序不同，有4種不同的字節順序：1234、4321、3412、2143。網關在轉發浮點型數據的時候，不對字節順序進行調整，所以在轉換的時候請參考被采集設備的浮點數順序。
LLong	LLong是長度為8個字節的有符號整數。有負數。
Qword	Qword是長度為8個字節的無符號整數。
Double	雙精度浮點(double)型，占8 個字節（64位）內存空間。

5 用IEC61850協議轉發數據

1. 啟用IEC61850服務。

選項	說明
啟用	Yes:啟動61850功能
啟用上報	Yes：啟動網關的自動上報功能，定時上報，數據有變化也上報。
端口	102．網關的偵聽端口，一般不修改。
上報觸發GI	數據有變化就上報數據。需把“啟用上報”設置成YES
上報周期間隔	網關自動上報數據的間隔。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
上報實例數量	上報的主站數量。如果需要多個，可根據主站需求設置
上報實例簡單名稱	Yes：只有名稱。 No：包含設備名稱，路徑等信息。
數據集內容	設置DA，則會導出DA數據集設置DO，則會導出DO數據集
SPS附加屬性 MV附加屬性 APC選擇屬性	設置成Yes，則導出的ICD文件中包含相應信息。設置成No，則導出的ICD文件中不包含相應信息。
IED名稱	網關的IED名稱
邏輯設備名稱	邏輯設備名稱

注：以上參數如果不確定，一般使用默認即可，主站有特殊需求在進行相應的修改。另外可讓主站提供ICD文件的樣例，也可以對照進行修改。

2. 添加要轉發的數據。

選項	說明
SPS單點狀態	遙信數字量DI點，布爾量狀態上報。點位名稱：Ind1, Ind2, Ind3 ... （I是大寫的i）
INS整數狀態	遙信多狀態DI點，多布爾量狀態上報。
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可控模擬設點	遙調。平臺下發設置模擬量。點位名稱：APC1,APC2...

3. 如果需要平臺可以下發控制，需要把變量放在“SPC可控單點”，“APC可控模擬設點”。

“SPS單點狀態”和“SPC可控單點”是開關量。

“MV測量值”和“APC可控模擬設點”是數據模擬量。

4. 設置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網關中。

6 網關使用多個邏輯設備和邏輯節點的方法

1. 在一些采集的數據量大的場合，比如超過1000個點，建議建多個邏輯設備。

2. 如下圖所示，把“邏輯設備名稱”清空。保留IED名稱。

3. 按如下方式設置標簽名稱。

標簽名稱	說明
DEV1	DEV1是邏輯設備名稱，一個邏輯設備名稱下的點數（不是邏輯節點）不超過200個。點數多，則設置多個邏輯設備。
GGIO1	GGIO1：邏輯節點名稱。同一個邏輯設備下，可以設置多個邏輯節點。
Ind1	Ind1：點位名稱

7 案例總結

使用協議轉換網關可以很方便的實現不同協議的設備之間的數據轉換。大量節省了項目實施過程的時間成本，人力成本。VFBOX網關產品都是工業級品質，符合工業應用的場景。只需要簡單的參數配置，可以很快完成設備和系統之間的連接。方案優點：

1. 不需要修改設備里的程序。

2. 不影響設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功能需求。

4. 設備長期穩定工作。

5. 網關運行架構如下

審核編輯(

王靜

)