基于MODBUS现场总线的计算机数据采集系统
基于MODBUS的矿区监测系统数据采集方案
级，最多可处理 32 个中断源，利用这种高级终端控制器可以更加
便捷地进行 MODBUS 通信模块编程，完善整个通讯由接收、校
验、到响应的全过程。分站系统的软件部分主要分为功能处理模
块和处理响应模块，其中功能处理模块是核心模块，包括串口初
始化、消息帧构造和解析以及发送消息帧等功能，处理响应模块
部分是对主站传来的消息进行处理并响应。
表 2 模拟通道数据采集
第三组
第一组
电参 A 相 218． 50V 1． 78A 218． 40V 1． 76A
1号 湿度
2号
30． 6% 30． 9%
30． 7% 30． 8%
1号 温度
2号
19． 1℃ 20． 8℃
19． 8℃ 20． 6℃
第二组 218． 10V 1． 68A
30． 2% 30． 1% 19． 9℃ 20． 2℃
RS485 转 RS232 电路，电源接口，以及数据采集模块。电路采用
模块化设计，也为将来的扩展和维护提供方便。
通过一
块 LCD12864
显示屏把系
统的设置信
息和采集数
据等显示给
用 户， 这 部
分电路直接
连接于控制
芯片的 GPIO
引脚上，实现
数 据 显 示。
使得整个分
站的状态能
够及时显示 给井下工作
2． 4 底层软件流程图
主站中的 MODBUS 驱动模块的主要程序流程如图 5 所示。 所有主站底层的操作都封装在该驱动模块内。含有超时报 警机制。发送以及构造帧机制，应答帧机制。由用户操作界面调 用该驱动实现上层发送命令、接收数据等操作。井下分站主要的 程序包含接受数据帧，构造且返回应答帧、错误判断机制、CRC 校 验等。
现场总线技术的设计应用实例
现场总线技术的设计应用实例概述现场总线技术是工业控制系统中常见的一种通信协议，它通过将传感器、执行器与控制器连接到一个总线上，实现设备间的数据通信和控制。
本文将介绍几个现场总线技术的设计应用实例，包括Profibus、CAN总线和Modbus。
ProfibusProfibus是一种常用的工业自动化领域现场总线协议，它被广泛应用于物流自动化、工业控制和过程自动化等领域。
在物流自动化中，Profibus通信技术可以被用于连接传感器、执行器和控制器，实现自动化存储和分拣系统。
每个传感器和执行器都以从站的形式接入Profibus总线，并通过总线与控制器进行通信。
通过Profibus的高速通信和优化的数据传输机制，物流系统可以实现高效的物料搬运和分拣操作。
在工业控制领域，Profibus常被用于连接传感器、执行器和PLC（可编程逻辑控制器）。
PLC作为控制器可以通过Profibus实时监测设备状态，并根据需要发送命令和控制信号。
这种基于Profibus的控制系统可以实现复杂的工业过程控制和自动化。
CAN总线CAN（Controller Area Network）总线是一种广泛应用于汽车行业的现场总线协议，它具有高可靠性和高实时性的特点，被广泛应用于汽车电子系统和航空航天领域。
在汽车电子系统中，CAN总线被用于连接车辆的各种传感器和执行器，并与车辆的ECU（电子控制单元）进行通信。
通过CAN总线的实时数据交换，车辆的各个子系统可以协调工作，实现诸如发动机控制、车身稳定性控制和驾驶辅助系统等功能。
在航空航天领域，CAN总线常被用于飞行控制系统和航空电子设备之间的数据交换。
航空电子设备需要实时高可靠的数据传输，以确保安全和可靠的飞行。
CAN 总线的高实时性和冗余特性使其成为航空电子系统中的理想选择。
ModbusModbus是一种最为常见的串行通信协议，被广泛应用于工业自动化领域。
Modbus支持点对点和主从通信模式，适用于各种环境。
基于Modbus协议的数据采集系统上位机仿真软件设计
１ 引 言
煤 矿采 掘设备 往往需 要设 置大量 的传 感器 用于检 测 设备状 态 ， 例 如 各 电机 的状 态参 数— — 电压 、 电流 、 绕 组温 度 、 转 速等 ； 整机 的姿态 信息— —截 割头 位置信 息、 回转 盘 旋 转 角 度 等 ； 液 压 系 统 参 数—— 实 时压 力
《电气开关》 （ ２ ０ １ ３ ． Ｎ ｏ ． ４ ）
文 章编 号 ： １ ０ ０ ４— ２ ８ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ４ ４— ０ ４
基于 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 协议的数据采集系统上位机仿真软件设计
高旭彬
（ 中国煤炭科工集 团太原研 究院 ， 山西 太原
组成 。 隔离器负 责本安 供 电和通信 信号 防爆 型式 的转
单机成巷速度和安全生产能力 Ｊ ， 有 的主机集成了 机载锚钻系统、 机载临时支护系统、 机载除尘系统等，
基于Modbus协议的冷库现场总线监控系统
冷 库 作 为 冷 藏 链 体 系 的关 键 设 备 之 一 ，自
１９ ９ ０年代 以来 ， 国各 地兴 建 约 ４ ０ ０余 座 冷 库 ， 全 ０ 冷 藏容量 达 ４ ０万 吨 ＿ 。制 冷装 置 的运 行 管 理 费 ５ １ ］ 用、 电耗是 冷库生 产成 本 的 主要 部分 ， 占总 成本 约
目前 ， 国城镇 居 民 和农 村 居 民全 年 用 于饮 全 食 的消费约 为 １ ４ 亿 元人 民币 ， ６１ ０ 而蔬 菜 、 果 等 水 的产量 也在逐 年递 增 ， 与之 相 配 的食 品 加工 、 使 贮
冷 库根 据用途 的不 同可分 为 ：
１ ）生产 性冷 库
生产 性冷 库是食 品企 业 生产 加 工 工艺 组成 的
’ Ｃ ｉａＰｎ ｅｇ ｈ ｍｉ ｌ ｏ ｐ Ｔｉ ｈ ｎ ｏ ｅ ｏ ａ ｙＪｕ ｉｇ Ｉｄ ｓｒ ｌ ｎ ｒｄｎ ． ｔ． （ ｈｎ ｉｇＥｎｒ ｙＣ ｅ ｃ ｕ ａ ｏ ｇＣ ｋ ｄＣ ｍｐ ｎ ｉｄｎ ｎ ｕ ｔ ａ ａ ｄＴ ａ ｉｇ Ｃ ， ｄ） ａ Ｇｒ ｎ ｉ ｏ Ｌ
的 ２ ～３ 或 更 多 ［ 。显 而 易 见 ， 库 自动 化 ５／ ０ ９ ６ ２ 冷
冷却或 冻结 的食 品 ， 以保 证 市场 的需 要 、 口计 划 出
的完成 和长期 储备 。 ３ ）综合性 冷库
控制技术 的优 劣 直 接 关 系 到 冷 库 的 初 投 资 、 行 运 费用 、 理 费 等一 系列 重 要 的 经 济 指 标 。大 量 的 管 实践 证 明 ： 以计算 机 为监控 中枢 ， 用基 于 Ｍｏ ｂ 采 ｄ—
Ｃｏ ｄ ｓｏ ａ ｅ ｆｅｄ ｂ ｓｓ ｐ ｒ ｉｉｎ ａ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ｌ ｔ ｒ ｇ ｉｌ— ｕ ｕ ｅ ｖｓｏ ｎｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｂ ｓｄ ｏ
基于EtherCAT工业现场总线的数据采集系统
通信技术• Communications Technology18 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】EtherCAT 工业现场总线 数据采集1 EtherCAT简介在工业自动化领域，数据传输一般具有以下特点：（1）强实时，有确定的响应周期要求；（2）系统节点数量众多，节点数据表现为周期性的过程数据；（3）和IT 、办公应用相比，成本显得尤为重要。
为了满足上述要求，德国倍福（Beckhoff ）基于EtherCAT 工业现场总线的数据采集系统文/刘明公司提出一种开放式的基于以太网的实时现场总线系统EtherCAT 。
EtherCAT 使用和以太网标准IEEE802.3相同的帧结构和物理层，同时又抛弃了传统的基于TCP/IP 的协议架构。
在EtherCAT 总线系统中，报文的发送和接收是主从式的，只有主站能够主动发送报文，从站从上游节点接收报文，转发到下游节点。
通过这种方式，报文依次传递到每个从站。
从站从接收到的报文中截取自己需要的数据，并在向下一个节点转发时将数据插入到报文中。
这样，报文的延迟就只有硬件传播延迟，而不存在软件协议栈延迟。
EtherCAT 从站使用专门的控制器ESC （EtherCAT Slave Controller ）实现报文接收、数据插入和转发功能。
2 EtherCAT从站设计要在实际中用好并发展好。
二处理抗干扰技术。
处理干扰技术是目前在做的重要工作。
目前抗干扰技术的研究放在了不同的维度进行，根据实践表明在二维扩频领域里抗干扰技术研究情况最好。
在二维扩频里可以找到单音干扰的解决办法。
研究发现在无线通信抗干扰中还可以使用宽线处理解决抗干扰问题，宽线处理能精确的对数值进行估计和处理，提高无线通信技术的抗干扰能力。
3.2 综合应用抗干扰技术在无线通信干扰中存在着不同种类的干扰，如果只针对特定的干扰来作出解决方案就会很复杂，而且也不一定能取得很好的效果。
基于Modbus通讯协议的DCS与第三方控制系统通讯的实现
基于Modbus通讯协议的DCS与第三方控制系统通讯的实现郭旭周立仁（华能南通电厂江苏南通226003）摘要：本文介绍了华能玉环电厂#1机组（国内首台百万超超临界燃煤发电机组）DCS控制系统与第三方控制系统（DEH、MEH、等离子点火），实现在基于MO DBUS 通讯协议下的通信连接。
并结合具体设计方案及实施过程，对通信模件组态的点表信息及参数设定等方面进行了介绍。
关键词：DCS通讯MODBUS；第三方控制系统Abstract：The paper described communication, based on the Modbus protocol, b etween the DCS and third part control system such as DEH、MEH and plasma ignition control in Huaneng Yuhuan power plant, which is the first USC coal-fired 1000MW power plant. The system design, control system implementation, data list configuration and parameters setting of the communication modules o f each system is described detailedly in this paper.Key words：DCS Communication；MODBUS；The third part control system1 简介华能玉环电厂#1机组为国内首台1000MW超超临界燃煤发电机组，其DCS系统采用西屋公司OVATION控制系统，而机组的其他控制系统类型较多且分散独立，如数字电液控制系统(DEH)采用西门子公司刚推出的最新型的SPPA-T3000控制系统，MEH采用三菱重工DIASYS系列的最新 DIASYS Netmation控制系统，等离子点火采用SIEMENS S7系列PLC控制，远程金属壁温I/O 采用无锡贝尔I DAS分散式智能数据采集网络，吹灰采用Modicon quantum系列PLC控制等。
浅谈基于CAN现场总线的数据采集系统
ＩＡ挖 Ｎ 制器ｓＡ ０ Ａ控制器Ｓ １ ０ ｃ Ｊ１ ０ｌ Ｎ ｏＴ Ｃ Ｊ ０Ｔ ｃ Ａ ｌ Ｉ
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数 字信 号在 通信 电缆 传送 过程 巾的反射 。
Ｃ ｕ ，以美 国 为 主要 流 派 的 有 Ｂｔ ｕ 、Ｌ ｎ ＡＮ Ｂ ｓ ｉ ｓ ｏ Ｂ ｗ ｒｓ ａｎ ｔ ｏ ｋ 、Ｂ ｃ ｅ ，这 里 主要 谈谈 Ｃ ＡＮ （ ｏ ｔｏ Ａｒ Ｃ ｎｒｌ — ｅ ｔ ｒ ）Ｂ ｓ ａＮｅｗｏ ｋ ｕ 现场 总线 的应用 。 Ｃ ＡＮ 的最 大优 点 在 于 实 时 性 很 高 ，由于 它 采 用位 仲裁方 式进行 网 络分配 ，因此可 以最 大限度 地 保证 系统对 应 急 事件 的响 应 。Ｃ ＡＮ 的另 外 一 个 优 点就是 可靠 性很 强 ，有 ５种 方法 判断 和纠正 数据 在 传输 中可能 发生 的错 误 。 因此使 用 ＣＡ 现场 总 线 Ｎ
ｌ
８ １Ｋ ０ ９Ｂ Ｃ ６
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Ｉ
不仅使 采集 机与上 位 机连接 简便 ，而且 纠错 误码 率
可达 １ ” 作 为一 种 支持 分 布 式 控 制 和实 时 控 制 ０
天晕 机 ｌ 开 采集 ｌ 模拟量 机 采集
合采集 Ｉ ｌ 综 机
基于Modbus现场总线和工业以太网设备组监控系统
罐、 ６台清水 阀、 ６台逆止阀、 微机控制系统及吸浆速 度 调 节 阀、 补 水 调 节 阀 和 液 压 站 Ｊ 。 根 据 系 统 要
求， 每套 水 隔离泵 通 过 吸浆 速 度 调节 阀控 制 进浆 流 量， 变频 控制 输送 流量 ， 以确保 整个 系统安 全稳 定运
１ ． ２ 硬 件架构 体 系
采用 松 下 Ｆ Ｐ Ｘ － ６ ０ Ｒ Ｐ Ｌ Ｃ， 执行 系统 逻辑控 制 、 运
现在的工业以太网价格低廉 、 稳定可靠 、 通信速 率高 、 软 硬 件 产 品 丰 富 』 。基 于 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 现 场 总 线
和工业 以太 网的设 备 组 监 控 系 统 ， 通 过 工业 以太 网 进 行数 据传 输 ， 可 以使 操作 人 员 在 办 公 室 中访 问整 个 泵送 设备 车 间的运 作 状 态 ， 为 保 证 车 间设 备 安 全 可 靠 的运行 提供 了便 捷 的管理 。实验 表 明 ， 系统 可 靠 性高 ， 具 有较好 的人 机 交 互性 ， 有 效地 实 现 监 测 、 分 析 和报警 功能 。
上位机主要实现对整个车间设备的管理。通过 设 备运行 参数 ， 分 析 判 断整 个 系 统 的运 行 状 况 和设
备 运行状 态 。运行 参 数 主 要包 括 ： 供 料 仓 浆 位 的上 下限 ， 六 组浆 体输 送 泵 的运 行 状 态 ， 包 括输 送 流 量 、 压力、 电机 电流 、 运 行频 率等 。
接在变频器中提取 ， 水位与浆位的信息 由超声波液 位 计测量 。
Ｆ Ｐ Ｘ－ ６ ０ Ｒ Ｐ Ｌ Ｃ通 过 串 口总线 （ Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ） 与 各个 分 站 之 间进 行 数 据 通 信 。控 制 平 台与 Ｐ Ｌ Ｃ 的通 信 由 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 现场 总 线 使 用 通 信 插 件 （ Ｒ Ｓ ４ ８ ５ ） 实 现 。每
基于MODBUS数据采集系统的设计
2014.3.17～2014.3.23
五．指导教师评语及学生成绩
指导教师评语:
年 月 日
成绩
指导教师(签字):
摘要
此次专业综合设计采用89E516RD单片机、ADM2582隔离型RS-485收发器，利用SIPEX SP3223EEY芯片RS232转换器构成的系统，89E516RD单片机作为下位机，应用组态王6.55软件编制的上位机监控程序，应用单片机内部集成A/D转换器完成对实时电位器电阻模拟量的采集和处理，而组态王用于对下位机参数读写、显示、报警等，从而实现了一套完整可靠的电阻采集监控系统。上位机和下位机通过Modbus通讯协议来进行数据的采集。
3
单片机最小系统包括电源电路，复位电路和定时电路。如图示为3-3单片机最小系统。
图3.3单片机最小系统
第
4
STT89E516RD是8位集成储存器的51系列兼容单片机，和51系列单片机软件兼容、管脚也兼容。SST89E516RD片内有两块SuperFlashEEPROM,分为64k主块（BLOCK0）和8k次块（BLOCK1）.BLOCK0的地址范围是0000h~ffffIBLOCK1的地址范围是10000h~11fffh。做仿真器时BLOCK1储存区烧写SOFtIC仿真监控程序。SST89E516RD具有在应用可编程（IAP）和在系统可编程（ISP）的功能，其中IAP是通过串口实现的。仿真器就是利用了SST89E516RD的IAP功能。由于SST89E516RD具有两块独立的SuperFlash程序储存区，当监控程序在Block1储存区运行时可以改写Block0程序储存区中的程序，这就是仿真器的基本特性。
方案二：采用RS485串行总线方式，它也是外部串行总线，RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可以真正实现多点双向通讯。而在采用四线连接时，只能实现点对多的通信，也就是只有一个主设备，其他全为从设备。它的特点是输入为差分输入方式，最大传输距离为1200米，最大传输速率为10Mbit/s，其优点是在RS232基础上其抗干扰能力极强，同一根电缆线的数据传输可以不受其他线路的干扰，还具有总线收发器灵敏度很高，能检测很低的电压（200mV），在远距离传输时也能使信号得以恢复。RS-485的接口信号电平较RS-232低，不易是接口电路的芯片受到损坏。由于RS-485的种种优点，使它成为众多工程师的首选串行接口。
基于PROFIBUS总线技术的数据采集系统
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ４ １２ ．
Ａｕ ｇ．２ ０ ０１
２１ ０ ０年 ８月
文 章 编 号 ：０４—１７ （ ０ｏ ０ — １０— １０ ４８２ １） ４ ００ ０ ４
基 于 Ｐ Ｏ ＩＵ 总 线技 术 的 数据 采 集 系统 Ｒ ＦＢ Ｓ
张贵 林 王俊 杰 江 豪 李帷笳 ， ， ，
采 集和控 制的特 点 ， 用 多设备 组 网信 息 交换 的 方便 性 和 大批 量数 据 采 集 的可 靠性 ， 计 了数据 采 利 设
集 系统， 系统在 数据 交换量 大 、 型复 杂、 该 类 通信格 式 多样 的纺 织行业运 行效 果 良好 ．
关键 词 ： Ｒ ＦＢ Ｓ 纺织行 业 ； Ｐ Ｏ ＩＵ ； 工业 以太 网； 总线数据 采集 中图分类号 ：Ｐ ５ ． Ｔ ８１ １ 文献标志 码 ： Ａ
Hale Waihona Puke ０ 引 言 现 场总线 定 义 为安 装 在 制 造 或 过 程 区 域 的 现
多不 足 ； 是在技 术上 成 功 地解 决 了开放 竞 争 和设 二
备兼容 的难题 ， 现了现场设备 的高度智能化、 实 互
换性 和控制 功能 的彻底分 散化 ．
目前 ， 中 国及 欧洲 的 自动 控 制 领 域 ， Ｒ Ｆ－ 在 ＰＯＩ Ｂ Ｓ总线 以其 丰 富 的产 品 和 众 多 的应 用 成 为 了 总 Ｕ 线应用 领域 的佼佼 者 ． 外 ， Ｒ ＦＢ Ｓ还是 国内现 此 Ｐ Ｏ ＩＵ 场总线 的标准 之 一 ， 水 处 理 、 烟 、 电 、 铁 、 在 卷 发 钢 纺
ｄ ｔｙ ｏ ａ ｇ ａ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｒ ｄ ｌ． ｕｓｒ ｆｌｒ ｅ ｄ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｍｏ ｅ ｍｏ ｅ ｓ
基于现场总线的通用数据采集器软件系统设计
文章编号:167121742(2006)增20066203基于现场总线的通用数据采集器软件系统设计庹 兵*, 巨 辉(成都信息工程学院控制工程系,四川成都610225)摘要:介绍一种基于CAN 总线的多路数据采集系统的软件设计。
给出了软件的设计思想,各模块程序设计流程图及调试结果。
系统通过A/D 器件及单片机完成对前端模拟量和周期信号频率的采集;利用单片机完成对数据的处理及其它控制功能,实现了系统的数字化;利用LCD 完成显示,实现了操作界面的可视化;通过键盘实现测量范围的设定,提高了系统的通用性;系统采用CAN 总线完成数据的传输,实现了系统的开放化与网络化。
系统在测控领域有一定的应用前景。
关 键 词:CAN 总线;数据采集;软件设计;流程图中图分类号:TP36811 文献标识码:A *成都信息工程学院控制工程系测控技术与仪器专业2002级1班1 引言近年来,随着网络技术、通信技术、电子技术和微处理器等相关技术的快速发展,自动化仪表领域正处于一场意义重大的变革中。
仪表的全数字化、开放化、网络化,成为发展的必然趋势。
传统的自动化测控系统,用电压、电流等模拟信号进行信息传输、处理与控制,或采用自封闭式的集散系统,信息集成能力不强,系统开放性差,严重制约工业信息化的发展。
现场总线技术广泛应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行数字通信,从而容易构成为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
它广泛用于制造业、流程工业、楼宇、交通等领域的自动化系统中。
随着现场总线技术及产品、系统的迅速发展,现场总线系统占整个自动化系统市场份额逐年上升,目前国际著名自动化、仪表、电器制造商均有现场总线产品及系统。
而在众多现场总线中,CAN 总线技术,由于其高性能、高可靠性以及独特的设计,越来越受到人们的重视。
介绍一种基于CAN 总线的多路数据采集系统的软件设计。
给出了软件的设计思想,各模块程序设计流程图及调试结果。
现场总线模拟量采集 MODBUS模拟量采集模块 DB-8AI
DB-8AI MODBUS-RTU 8 通道模拟量采集模块技术资料
输入通道示意图： 电压及电流输入接线示意
输入与数码值关系：
通讯数据介绍以及显示介绍：
1、 请求读模块数据指令：
为获取 DB-8AI 的通道数据状态，必须向其发送读取 MODBUS 命令。
01 03 00 00 00 08 44 0C
产品介绍
▲ 符合 MODBUS-RTU 从站 RS485 组网方式；
▲ DB-8AI 模块参数设置：
主要参数为模块 MODBUS 从站地址、模块通讯波特率、模块通讯校验方式、模块做 MODBUS 主还是从、以及通道输入配置方
式。前两个参数是通过模块硬件拨码开关来设置，其他参数是通过迅诺组态软件来设置。
联网方式：
▲ PLC＋485 通讯方式：
例如三菱 PLC＋485-BD、S7- 200 自带 RS485 自由通讯口；
计算机组态软件＋转换器通讯方式：选择 232 转 485 通讯模块，并插入台式计算机串口，如果是笔记本就选择 USB 转 485 的设
备.使用组态软件，例如组态王、MCSG 、力控、INTUCH 等软件，选择驱动设备为 MODBUS RTU。数据位为 8 位，校验方
通讯方式 传送距离
两线 RS－485
<1200M
输入接口 适用服务 刷新速度 外形尺寸
重量 安装方向 工作温度 工作湿度
0-20/4-20MA,0-5/1-5V,0-10V 软件配置可选 所有带自由通讯口 PLC 和计算机 >20ms 长 120mm×宽 80mm×高 63mm 不含包装约 0.32Kg 标准 U 型导轨安装 －10 ～ +60℃； 35 ~ 85%（不结露）；
基于MODBUS现场总线的计算机数据采集系统
kingview6.53,该软件莫迪康系列 PLC支持 MODBUS协议设备 , 在应用时只需按以下方式配置 [ 7] : 2.3.1 定义组态王设备
组态王定义设备时选择 :PLC默迪康 Modbus (RTU)串口 .组态王的设备地址请与 PLC的设 置保持一致 .设备逻辑名称 “数据采集卡 ”, 设备 地址 “ 11”, 通讯参数设为默认值 . 2.3.2 通讯参数设置
数据采集模块实际应用采用 MODBUS协议 中 RTU模式与外界连 接 , 仅使用 MODBUS通讯 协议中部分功能 :03功能 , 此功 能可读取数据采 集卡中任何测量值和设定值参数 , 一次最多可读 128个字数据 .工作原理如图 2所示 .
图 2 数据采集模块原理框图
2.3 上位机软件实现 本系统上位机组态软件选用组态王工控软件
现场总线技术是当今自动化技术研究的热点 之一 , 它应用于工业现场可以在微机集控设备之 间实现双向串行多节点数字通讯 .它把单个分散 的被控设备作为网络节点 , 以现场总线为纽带 , 把 所有被控设备连接成可以相互沟通信息 、共同完 成自动控制任务的网络系统 , 具有分散控制 、系统 结构简单 、节约 硬 件 设 备 、易 于 安 装维 护 等 优 点 [ 1] .
基于MODBUS协议温湿度数据采集系统的实现
ａ ｄ ａｄ ｔ ｏ ｌｃ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ＯＤＢＵＳ ｐ ｏ ｏ ｏ ａ ｅ ｎ ｄ ｓｇ ｅ ｎ ｅ ｆ ｒ ｄ ｗｉ ｈ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｆａ ｎ ａ ａ ｃ ｌ ｔ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｍ ｅ ｎ ｒ ｔ ｃ ｌｈ ｓｂ ｅ ｅ ｉｎ ｄ ａ ｄ ｐ ｒｏ ｍｅ ｔ ｔ ｅ ｅ ｕ ｐ ｎ ｈ ｏ
ｍｏ ｕ ｅ ａ ｄ ｄ ｔ ｉｐ ａ ＆ ｍｅ ｒ ｄ ｌ ， ｉｈ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｖ ｒａ ｈ ａ ｋ ｒ ｕ ｄ ｄ ｔ ｅ ｖ ｒ ｄ ｌ ｎ ａ ａ ｄ ｓ ｌ ｙ ｍｏ ｙ ｍｏ ｕ ｅ ｗｈ ｃ ｓｎ ｈ ＱＬ Ｓ ｒ ｅ ｓｔ ｅ ｂ ｃ ｇ ｏ ｎ ａ ａ ｓ ｒ ｅ ．Ｍ ｏ ｅ ｖ ｒ ｈ ｒ ｏ ｅ ，ｔ ｅ
Ｓ ａ ｕ Ｌ ｕＷ ｅｄ ｎ Ｘｉｎ ｅ ｏ ｇ Ｈｏ ｅ ｇ ｈ ｕ ｈ ｏＪ ｎ ｏ ｉｏ ｇ ｏ ｇ Ｙｕ ｈ ｎ ｕＺｈ ｎ ｚ ｏ
（ ｉａＴｏ ａ ｃ ｈ ｊａ ｎ ｕ ｔｉｌＣｏ ｐ ｒｔｏ Ｈ ａ ｇ ｈ ｕ３１ ０ ８ Ｃｈｎ ｂ ｃｏ Ｚ ｅｉｎｇＩ ｄ ｓｒａ ｒ ｏ ａｉｎ， ｎ ｚ ｏ ０ ０ ）
摘
要 ： 目前卷 烟行 业 对 环 境 温湿 度 稳 定 性 和 准 确 性 要 求 的不 断 提 高 ， 对 这 一 情 况 ， 针 在配 备 了一 台温 湿 度 环 境 试 验
箱 的 基 础 上 ， 定 了一 套 温 湿 度 传 感 器 的 校 准 方 法 ， 计 完 善 了基 于 ＭＯＤ ＵＳ协 议 的 数 据 采 集 系 统 ， 统 包 括 数 据 制 设 Ｂ 系 采 集模 块 ， 据 处 理 模 块 和 数 据 显 示 存 储模 块 ， ｓ ｅｖｒ 为 后 台 服 务 器 ， 统 通 信 采 用 ＭＯ Ｂ ＴＵ 模 式 ， 数 以 ＱＬ Ｓ ｒｅ 作 系 Ｄ ＵＳＲ
基于MODBUS现场总线的计算机数据采集系统
基于MODBUS现场总线的计算机数据采集系统
王聪;邓新平
【期刊名称】《吉林化工学院学报》
【年(卷),期】2009(026)004
【摘要】介绍了基于MODBUS现场总线的计算机数据采集系统.以工控机为主站,带协议接口的数据采集卡为从站,运用MODBUS协议实现了计算机与现场数据采集设备之间数据传输.阐述了MODBUS通讯协议基本内容和格式,以及软件实现方法.
【总页数】3页(P53-55)
【作者】王聪;邓新平
【作者单位】吉林化工学院,信息与控制工程学院,吉林,吉林,132022;吉林化工学院,信息与控制工程学院,吉林,吉林,132022
【正文语种】中文
【中图分类】TP274.2
【相关文献】
1.对Profibus DP现场总线与Modbus现场总线在污水厂中使用的研究 [J], 简志南;陈荣杰
2.基于Modbus现场总线的液体流量测试平台的研究和设计 [J], 吴韬;刘志华;曹瑞明
3.基于Modbus现场总线的液体流量测试平台的研究和设计 [J], 吴韬[1];刘志华[1];曹瑞明[2]
4.基于Modbus现场总线的电动机运行监控网络研究 [J], 赵安;马彬彬
5.基于Modbus RTU现场总线的罐式炉炉温炉压监控方案 [J], 冷显智;黎一兵;陆保
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种基于Modbus通信协议的数据采集系统
一种基于Modbus通信协议的数据采集系统
李汪根;胡振兴;方群
【期刊名称】《中国电子商务》
【年(卷),期】2012(000)002
【摘要】本文提出了一种基于Modbus通信协议的生产监控系统。
OPC客户端从OPC服务器采集生产过程数据，通过Modtus RTU／TCP实现两梦哆议之间的信息交互，使得上层管理软件可以直接对仪表控制，完成对仪表的数据采集。
【总页数】2页(P91-92)
【作者】李汪根;胡振兴;方群
【作者单位】安徽师范大学数学计算机科学学院,安徽芜湖241000;安徽师范大学数学计算机科学学院,安徽芜湖241000;安徽师范大学数学计算机科学学院,安徽芜湖241000
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.一种基于FPGA的Modbus通信协议的接口设计与应用 [J], 曹建锋;陈星;王明智
2.一种基于LabVIEW的数据采集系统的实现 [J], 刘小虎;唐勇
3.一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计 [J], 简志景;梁昊
4.一种基于FPGA的多通道数据采集系统设计 [J], 简志景;梁昊
5.一种基于LoRa的船舶机舱数据采集系统 [J], 徐卫东;陈宇航
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集系统在工业生产中迅速地得到应用. 计算机数 据采集是信息科学的重要分支之一 ,它研究信息 数据的采集 、存储 、处理以及控制等问题 [ 2 ] ,是以 传感信号的测量与处理 ,以微型计算机为基础形 成的一门综合性技术. 其任务是对生产现场各种 参数进行采集 ,然后送入计算机 ,根据不同的需要 由计算机进行相应的计算和处理 ,得到所需的数 据. 与此同时 ,将计算得到的数据按要求进行显示 或打印 ,以便实现对某些物理量的监测. 数据采集 系统一般需要长时间 、高速度地进行数据采集 ,将 会产生大量的数据 ,需要组织 、存储 、处理数据 ,并 对生产进行有效的监控 ,提高生产效率.
2 系统设计
MODBUS标准物理层采用 RS232 接口 ,实际 应用中强电干扰较大 ,且是多点连接 ,采用 RS485 接口. 同时配电房中配电柜集中安装 ,不需要采用 复杂网络拓扑结构.
上位机采用工控机 ,外接 RS232 /485 转换接 口. 为保证较快传输速度 ,系统通讯采用 MODBUS 推荐 RTU传输模式. 表 1所示为 RTU 传输模式每 个字符数据格式 ,表 1为 MODBUS协议 RTU 消息 帧格式. 系统连接通讯介质为 A类屏蔽双绞线. 2. 1 系统组成及功能描述
J [ EB /OL ]. 2005 - 11 - 01. [ 4 ] 郭谋发 ,王韵伯. RS2485网络的设计及其在工业监
控系统中的应用 [ J ]. 福州大学学报 :自然科学版 , 1999 (2) : 32 - 36. [ 5 ] 牛 思 ,先向征. 基于 RS2422 /485的串行异步通讯 接口设计和应用 [ J ]. 计算机工程与设计 , 2007 ( 5) :
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吉 林 化 工 学 院 学 报
2009年
功能代码域 : 功能代码域的代码范围是 1 ～ 255. 有些代码适用于所有控制器 ,有些代码用于 特定控制器 ,还有些保留以备用户功能扩展使用. 当消息从主设备发往从设备时 ,功能代码域将告 之从设备需要执行哪些行为. 例如功能编码 03H 为读寄存器 (内部字变量 ) ,用于读取从节点的寄 存器值.
1 MODBU S协议简介
MODBUS通讯协议由 Modican 公司开发 ,是 当今主流现场总线协议之一. 通过它集控设备相 互之间 、集控设备经由网络和其他设备之间可以 通讯 ;通过它不同厂商生产的控制设备可以连成 工业控制网络 ,进行集中监控等. 该协议有以下特 点 :物理接口符合 E IA 2485规范 ;能组成主从访问 的单主控制网络 [ 3 ] ;通过简单的通讯报文完成对 从节点的读写操作 ;当主节点轮询即逐一访问从 节点时 ,要求从节点返回一个应答信息.
MODBUS通讯协议有两种消息帧格式 : ASC II 和 RTU 帧格式. ASC II消息以冒号字符开始 ,以回 车换行符结束 ,其他域使用的传输字符为十六进 制 ; RTU 消息则以传递一段空闲时间为开始和结 束 ,这段时间不小于 3. 5倍的字符发送时间 T, 一 般取 4T.
MODBU S通 讯 协 议 定 义 了 在 这 些 网 络 上 连 续传输的报文帧格式 ,确定了将数据打包成报文 帧以及解码的方法 [ 4 ]. 采用 RTU 格式的 MODBU S 通讯协议报文帧格式如表 l所示.
在工业现场以及实际生产过程中经常会需要 采集现场数据 (例如 : 速度 、温度 、重量 、湿度 、液 位 、压力等等 ) ,以便于实现生产过程控制或者生 产监督管理. 本系统就是一个基于现场的数据采 集系统. 系统有以下 3部分通过 RS485总线构成网 络 :一是数据采集卡 ,主要完成 4～20 mA或 1～5 V 信号的数据采集功能以及和无源转换器完成数据 通讯功能 ;二是无源转换器 ,在数据采集卡的数据
组态王通讯参数与 PLC的设置保持一致.
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第 4期
王 聪 ,等 :基于 MODBUS现场总线的计算机数据采集系统
数据域 :数据域包括本帧数据域的字节数量 、 数据字节 l～N ,这些数据可以是 I/O 值 、状态数 据或其他测量控制信息 [ 5 ].
CRC校验域 :在 MODBUS通讯协议中的 RTU 帧校验通常采用 CRC循环冗余校验. 整个信息帧 以连续的数据位流进行传输 , CRC校验从地址域 开始对报文帧的所有数据进行校验.
起始位 T12T22T32T4
表 1 MODBU S 通讯协议的 R TU 报文帧格式
设备地址 2个 8B it
功能代码 2个 8B it
数据 n个 8B it
LRC校验 2个 8B it
结束符 T12T22T32T4
RTU 帧中各功能块作用如下 : 设备地址域 :设备地址域为被查询的从节点地
基于 MODBU S 现场总线的计算机数据采集系统
王 聪 ,邓新平
(吉林化工学院 信息与控制工程学院 ,吉林 吉林 132022)
摘要 : 介绍了基于 MODBUS现场总线的计算机数据采集系统. 以工控机为主站 ,带协议接口的数据采集 卡为从站 ,运用 MODBUS协议实现了计算机与现场数据采集设备之间数据传输. 阐述了 MODBUS通讯 协议基本内容和格式 ,以及软件实现方法. 关 键 词 : 数据采集模块 ; MODBUS现场总线 ;通讯 中图分类号 : TP 274. 2 文献标识码 : A
第 26卷 第 4期
2009年 8月
吉 林 化 工 学 院 学 报 JOURNAL OF J IL IN INSTITUTE OF CHEM ICAL TECHNOLOGY
Vol. 26 No. 4 Aug. 2009
文章编号 : 100722853 (2009) 0420053203
现场总线技术是当今自动化技术研究的热点 之一 ,它应用于工业现场可以在微机集控设备之 间实现双向串行多节点数字通讯. 它把单个分散 的被控设备作为网络节点 ,以现场总线为纽带 ,把 所有被控设备连接成可以相互沟通信息 、共同完 成自动控制任务的网络系统 ,具有分散控制 、系统 结构简 单 、节 约 硬 件 设 备 、易 于 安 装 维 护 等 优
[ 3 ] http: / /www. ourcontrol. com. cn / Soft/Up loadSoft/
200511 /20051101130720696. pdfModicon Inc. Modicon Modbus Protocol Reference Guide P I2MBUS2300 Rev.
kingview 6. 53,该软件莫迪康系列 PLC支持 MODB2 US协议设备 ,在应用时只需按以下方式配置 [ 7 ] : 2. 3. 1 定义组态王设备
组态王定义设备时选择 : PLC \默迪康 \Modbus (RTU ) \串口. 组态王的设备地址请与 PLC 的设 置保持一致. 设备逻辑名称“数据采集卡 ”,设备 地址“11”,通讯参数设为默认值. 2. 3. 2 通讯参数设置
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设备的缺省设置 :波特率 9 600 bp s,数据位 8 位 ,停止位 1位 ,无校验位 [ 8 ].
3 结 论
该系统能让管理人员对系统运行状况随时监 控 ,减轻了劳动强度 ,同时提供了故障情况下实时 线分析功能 ,使故障报警到排除故障时间大为缩 短 ,实现了现场以标准信号为输出信号物理量的 实时监测.
从站识别主站按地址发来的消息 ,决定要执 行何种操作. 主设备可单独和从设备通讯 ,从设备 返回一消息作为回应 ;主设备也能以广播方式和 所有从设备通讯 ,此时从设备不作任何回应. 从节 点的正常应答是发送相同的报文帧 ,以便让主节 点确认. 如果有错误 ,功能代码将被修改以指出回 应消息是错误的 ,同时数据段包含了描述此错误 信息的代码. 错误校验域允许主设备确认消息内 容是否 可 用. 在 配 置 每 个 控 制 器 的 时 候 , 一 个 MODBU S网络上 的 所 有 设 备 都 必 须 选 择 相 同 的 传输模式和串口参数 [ 6 ] .
数据采集模块实际应用采用 MODBUS协议 中 RTU 模式与外界连接 ,仅使用 MODBUS通讯 协议中部分功能 : 03 功能 ,此功能可读取数据采 集卡中任何测量值和设定值参数 ,一次最多可读 128个字数据. 工作原理如图 2所示.
图 2 数据采集模块原理框图
2. 3 上位机软件实现 本系统上位机组态软件选用组态王工控软件
(College of Information & Control Engineering, J ilin Institute of Chem ical Technology, J ilin City 132022, China)
Abstract: The computer data acquisition system based on the MODBUS Filed2bus is introduced in this paper. The IPC is taken as the main station, and the data acquisition card w ith the p rotocol interface is taken as the slave stations. The data transm ission between computer and field equipm ents is imp lemented via the MODBUS p rotocol. The basic contains, form at, system composition and structure of MODBUS communication p rotocol, as well as the software function are discussed. Key words: data acquisition module; MODBUS Field2bus; communication