2010年第30期 科技■向导 ◇高教论述◇ 基于Modbus规约的智能模块在 电量采集系统中的应用 吕凤玉马殷元 (兰州交通大学机电技术研究所甘肃兰州730070) 【摘要】在分布式电力监控系统中，为实现现场数据采集装置与监控中心计算机的通信，完成对工业现场电参数的实时采 集与监控，采用基于Modbus规约的智能模块EDA9033D作为现场数据采集装置，利用用VB6.0中的MSComm串口通信控件 作为现场数据采集装置与监控中心计算机的通信软件，来开发电量采集监控系统。系统实现了同时、快速、连续采集多个不同的 电参数，既降低了硬件成本，又增强了软件开发的灵活性和通用性。 【关键词】Modbus规约：智能模块；电量采集MSComm控件 Intelligent Module Based on Modbus Protocol in Coulomb Collection System LV Feng-yu MA Yin-yuan (Institute of Electrical and Mechanical Technology Lanzhou Jiaotong University Gansu Lanzhou 730070) [AbstractIIn distributed power monitoring system,to achieve communication between field data acquisition device and supervisory centre computer ,and to complete real-time acquisition and monitoring in industrial field of electrical parameters,power monitoring system is developed by using intelligent module EDA9033D based on Modbus protocol as field data acquisition device and MSComm ActiveX control in VB6.0 as communication software between field data acquisition device and supervisory centre computer. It can simultaneously,rapidly and continuously acquisitive a number of different electrical parameters,not only reduced hardware cost .but also increased flexibility and versatility of software development. [Key words ]Modbus protocol:Intelligent module:Coulomb collection;MSComm control 0.概述 表1EDA9033D数据帧格式 在过去传统的电力监控系统中，常采用电流，电压、功率 Adress Function Data Check 功率因素、电量等一系列变送器及测量这些变送器标准输出 8-bits 8-bits N*8-bits 16-bits 信号的输入模块作为系统的前端采集装置，这样既增加了系 1.2.1数据帧地址域 统成本，又使现场布线复杂，系统可靠性还不高。 地址域在数据帧的开始部分，由一个字节组成，地址范围 随若计算机技术的不断发展，综合了4C技术的分布式控 为0-255，EDA9033D可用的模块地址为1-247，地址0用作广 制系统的产生，实现了工业生产过程的集中管理与分散控制。 播地址，其它地址保留。每个模块在接入网络时，地址是唯一 在现代各种分布式电力监控系统及工业控制与测量系统中， 的，主计算机通过地址域来选通EDA9033D模块，模块发送回 常利用上监控中心计算机进行现场实时数据的获取与发送。 应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，告诉主计算 采用简单可靠易开发的通信软件，可大大降低系统的开发难 机哪个模块正与之进行通信。 度。由于文献1没有对通信软件及通信流程进行详细介绍，本 1.22数据帧功能码 文结合具体通信实例给出了相应程序代码。 功能码告诉被寻址到的EDA9033D模块执行何种功能， 1.EDA9033D智能模块 表2列出了模块用到的主要功能码以及其含义。 在现代分布式电力监控系统中，常将数字化的智能模块 表2功能码及其含义 EDA9033D作为系统监测参数的现场数据采集装置。智能电量 功能码 含义 变送器EDA9033D采用了RS-485接口，遵循标准的Modbus-- 01H 读1/多路开关量输出状态 RTU通讯规约，且能连接到所有的计算机和终瑞并与之通讯。 02H 读1/多路开关量输入状态 1.1EDA9033D智能模块性能 EDA9033D智能模块是一智能型三相电参数数据综合采 03H 读多路寄存器 集模块，可准确输出三相相电压：三相电流：功率，正（反）向有 05H 写1路开关量输出 (无)功电度等电参数：电压、电流等的测量精度优于0.2%，其 OFH 写多路开关量输出 它电量的测量精度优于0.5%。进行通信时，数据格式、通讯速 10H 写多路寄存器 率，模块地址等参数可灵活设定。组网方便，通过使用RS-485 中继器，可将多达247个模块连接到同一网络上。 除上表中列出的常用功能码之外，EDA模块还有两个打扩” 1.2智能模块通讯格式 展功能码65H和66H,65H用于读取多个连续测量周期的实 EDA9033D通信采用Modbus--RTU通讯规约，数据传输方 时数据，66H用于实时测量数据自动上传。 1.2.3数据帧数据域 式中每个字节包括1个起始位，8个数据位（最小的有效位优 先发送)，无奇偶校验位，1个终止位：数据错误检测时采用循 数据域包含了主计执行特定功能所需要的数据，或者从 机响应查询时采集到的数据。如果有错误发生，此域包含一异 环冗余校验码方式进行确认。 议代码，主机应用程序可以用来判断采取下一步行动。 进行数据交换时，主机发送的查询数据帧格式，应与 1.2.4数据帧错误校验域 EDA9033D返回的响应数据帧格式相同。发生任何错误都不会 该域允许主从设备检查传输过程中的错误。有时，由于电 有成功的响应，或者返回一个错误指示顿。数据帧格式如表1噪声和其它于扰，一组数据在传输时线路上可能会发生一些 所示。 改变，出错校验能够保证不去响应那些传输过程中发生改变 52 1994-2011 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net【References】 2010 年第 30 期 0.概述 在过去传统的电力监控系统中，常采用电流、电压、功率、 功率因素、 电量等一系列变送器及测量这些变送器标准输出 信号的输入模块作为系统的前端采集装置， 这样既增加了系 统成本，又使现场布线复杂，系统可靠性还不高。 随着计算机技术的不断发展，综合了 4C 技术的分布式控 制系统的产生，实现了工业生产过程的集中管理与分散控制。 在现代各种分布式电力监控系统及工业控制与测量系统中， 常利用上监控中心计算机进行现场实时数据的获取与发送。 采用简单可靠易开发的通信软件， 可大大降低系统的开发难 度。 由于文献 1 没有对通信软件及通信流程进行详细介绍，本 文结合具体通信实例给出了相应程序代码。 1.EDA9033D 智能模块 在现代分布式电力监控系统中， 常将数字化的智能模块 EDA9033D 作为系统监测参数的现场数据采集装置。智能电量 变送器 EDA9033D 采用了 RS-485 接口，遵循标准的 Modbus￾RTU 通讯规约，且能连接到所有的计算机和终端并与之通讯。 1.1EDA9033D 智能模块性能 EDA9033D 智能模块是一智能型三相电参数数据综合采 集模块，可准确输出三相相电压；三相电流；功率、正（反）向有 （无）功电度等电参数；电压、电流等的测量精度优于 0.2%，其 它电量的测量精度优于 0.5%。 进行通信时，数据格式、通讯速 率、模块地址等参数可灵活设定。 组网方便，通过使用 RS-485 中继器，可将多达 247 个模块连接到同一网络上。 1.2 智能模块通讯格式 EDA9033D 通信采用 Modbus-RTU 通讯规约，数据传输方 式中每个字节包括 1 个起始位，8 个数据位 （最小的有效位优 先发送），无奇偶校验位，1 个终止位；数据错误检测时采用循 环冗余校验码方式进行确认。 进 行 数 据 交 换 时， 主机发送的查询数据帧格式， 应 与 EDA9033D 返回的响应数据帧格式相同。发生任何错误都不会 有成功的响应，或者返回一个错误指示帧。 数据帧格式如表 1 所示。 表 1 EDA9033D 数据帧格式 1.2.1 数据帧地址域 地址域在数据帧的开始部分，由一个字节组成，地址范围 为 0-255，EDA9033D 可用的模块地址为 1-247，地址 0 用作广 播地址，其它地址保留。 每个模块在接入网络时，地址是唯一 的，主计算机通过地址域来选通 EDA9033D 模块，模块发送回 应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，告诉主计算 机哪个模块正与之进行通信。 1.2.2 数据帧功能码 功能码告诉被寻址到的 EDA9033D 模块执行何种功能， 表 2 列出了模块用到的主要功能码以及其含义。 表 2 功能码及其含义 除上表中列出的常用功能码之外，EDA 模块 还 有 两 个 扩 展功能码 65H 和 66H，65H 用于读取多个连续测量周期的实 时数据，66H 用于实时测量数据自动上传。 1.2.3 数据帧数据域 数据域包含了主计执行特定功能所需要的数据， 或者从 机响应查询时采集到的数据。 如果有错误发生，此域包含一异 议代码，主机应用程序可以用来判断采取下一步行动。 1.2.4 数据帧错误校验域 该域允许主从设备检查传输过程中的错误。 有时，由于电 噪声和其它干扰， 一组数据在传输时线路上可能会发生一些 改变， 出错校验能够保证不去响应那些传输过程中发生改变 基于 Modbus 规约的智能模块在 电量采集系统中的应用 吕凤玉 马殷元 （兰州交通大学机电技术研究所 甘肃 兰州 730070） 【摘 要】在分布式电力监控系统中，为实现现场数据采集装置与监控中心计算机的通信，完成对工业现场电参数的实时采 集与监控，采用基于 Modbus 规约的智能模块 EDA9033D 作为现场数据采集装置，利用用 VB6.0 中的 MSComm 串口通信控件 作为现场数据采集装置与监控中心计算机的通信软件，来开发电量采集监控系统。系统实现了同时、快速、连续采集多个不同的 电参数，既降低了硬件成本，又增强了软件开发的灵活性和通用性。 【关键词】Modbus 规约;智能模块;电量采集;MSComm 控件 Intelligent Module Based on Modbus Protocol in Coulomb Collection System LV Feng-yu MA Yin-yuan (Institute of Electrical and Mechanical Technology Lanzhou Jiaotong University Gansu Lanzhou 730070) 【Abstract】In distributed power monitoring system, to achieve communication between field data acquisition device and supervisory centre computer ,and to complete real-time acquisition and monitoring in industrial field of electrical parameters, power monitoring system is developed by using intelligent module EDA9033D based on Modbus protocol as field data acquisition device and MSComm ActiveX control in VB6.0 as communication software between field data acquisition device and supervisory centre computer. It can simultaneously, rapidly and continuously acquisitive a number of different electrical parameters, not only reduced hardware cost ,but also increased flexibility and versatility of software development. 【Key words】Modbus protocol;Intelligent module;Coulomb collection;MSComm control Adress Function Data Check 8-bits 8-bits N*8-bits 16-bits 功能码 含义 01H 读 1/多路开关量输出状态 02H 读 1/多路开关量输入状态 03H 读多路寄存器 05H 写 1 路开关量输出 0FH 写多路开关量输出 10H 写多路寄存器 ◇高教论述◇ 52