通信网络-基于MODBUS协议的无线数据采集管理系统.pdf

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1、基于MODBUS协议的无线数据采集管理系统RadioDataAcquisitionandManagementSystemBasedonMODBUS吉林化工学院童少为张晓东TongShao-wei,ZhangXiao-dong摘要：介绍了用MODBUS协议构建的无线数据采集管理系统，并将此系统应用到油田联合站数据采集和管理系统中。解决多个联合站因地理条件分散使数据无法集中管理，手动抄写记录费时费力，且及时性和准确性不好的难题。关键词：MODBUS；数据采集；无线数传中图分类号：TP274文献标识码：AAbstract：Aradi

2、odataacquisitionandmanagementsystembasedonMODBUSagreementisintroducedinthispaper,whichisappliedtodataacquisitionandmanagementinoil-filedconsociationstations.Itrealizesthedatacentralizedmanagementforgeographicallydistributedlocation,overcomingtime-consumingandinaccur

3、acyofmakingcopybyhand.Keywords：MODBUS；dataacquisition；radiodigitaltransmission1MODBUS协议简介MODBUS是一种工业通信和分布式控制系统协议，由美国著名的可编程控制器制造公司莫迪康公司(MODICONINC)提出，已广泛地应用于工业控制中。MODBUS是一种主从协议，允许一台主机与多台从机通信。在MODBUS中有两种有效的数据传送方式，即ASCII码和RTU方式。本系统采用RTU方式，这种方式的主要优点是在同样的波特率下，RTU方式数据传送效率

4、高。2用MODBUS协议构建无线数据采集系统油田采油厂主要生产数据集中在联合站，一般采油厂有5～10个联合站，站间距离几公里到十几公里，每个联合站有3～4个操作岗位，岗位间距离20～300米之间不等，每个岗位有生产参数10～20个，对数据采集有实时性要求。建立联合站数据采集管理系统有多种方法，如铺设光缆、电缆、使用CDMA网络等，考察各种方式，其系统造价、运营成本均很高，低成本建立此系统有一定难度。我们使用MODBUS协议、RS485接口、数据采集模块、远程、短程无线数传机，采用有线、无线数据传输相结合的传输方法，并与厂内原有

5、的局域网对接，用组态软件管理上位机，低成本地构建了全厂具有多终端查询和监控功能的联合站生产数据采集管理系统，系统结构见图1。现场数据由多个SSX-M038路标准信号、SSX-M046路脉冲信号数据采集模块负责数据采集，SSX-M21数据采集管理模块以有线、短程无线、RS485接口方式，按MODBUS协议将数据收集起来。因RS485通讯接口双绞线传输距离在小于100kbps可达1200米，短程无线数传距离小于500米，各模块在安装时可分散就近安装。主PC机通过RS232、RS232转RS485接口，主数传电台以MODBUS协议将

6、各分站数据收集上来，在PC机上实现多联合站数据汇总报表、工艺自控流程图显示、趋势曲线绘制等工作，同时将PC机接入厂内局域网，厂内局域网各终端以BS方式浏览整个数据采集系统，打印报表，完成厂内联合站数据采集及管理。1现场数据图1系统结构图3通讯接口设计通讯是整个系统关键，为了保证系统长期可靠运行，系统中SSX-M21、SSX-M03、SSX-M04模块通讯硬件接口设计采用全隔离方式，避免线路干扰损坏采集模块，影响系统正常工作，具体线路原理图见图2。数据信号由RXD接收，由TXD发送，收发转换由RXD/TXD控制，经高速光电隔离器

7、隔离后由专用RS485接口芯片MAX487驱动输入输出。三极管9012驱动发光二极管起观测通讯状态作用，MC7805负责提供RS485通讯侧供电。图2通讯接口原理图24通讯协议配置MODBUS通讯协议中命令较多，命令功能号不同，命令作用不同，本系统正常工作时主要使用03命令，读单个或者多个寄存器命令。下面叙述命令为读取8个模拟量及错误状态，命令由SSX-M21发出，SSX-M03应答，SSX-M03地址号为11。主机呼叫报文，要求读出8个模拟量及错误状态，共9个寄存器。地址00001011，功能00000011，数据起始寄存器

8、号高位00000000，数据起始寄存器号低位00000000，数据寄存器数高位00000000，数据寄存器数低位00001001，CRC低位，CRC高位。合计8字节。从机应答报文（8路模拟量采样数值为4095，无错误）：地址00001011，功能00000011，数据字节计数