基于Modbus協議的控制器遠程監控系統初探

【摘?要】Modbus是對一種數據幀結構的定義，對于物理層介質來說，此種數據幀結構具有一定的獨立性，因此控制器對其進行識別以及應用的效果較好，并且不論設備通信網絡類型如何，數據幀結構適用性都十分良好，在此背景下，也推動了Modbus的進一步發展，并且逐漸擴展應用到各種網絡中，如MAP等。在Modbus協議對標準Modbus網絡進行應用的情況下，能夠達到直接傳送信息的目的，而在對其他網絡進行應用的情況下，則會在該網絡通信數據幀結構中植入并發送Modbus協議。本文在詳細闡述協議技術要點以及具體規定等情況下，探索基于Modbus協議的控制器遠程監控系統如何實現。

【關鍵詞】Modbus協議;控制器;遠程監控系統

基于Modbus具備的適用性較好的特點，眾多大公司都給予了其極大的支持和幫助，并且將其作為標準通信接口之一用來給用戶提供服務，對于從屬系統和主系統間的通信來說，主要的途徑通常是Modbus協議。目前，現階段DCS系統在我國電力以及化工行業應用較為廣泛，但值得注意的是，大多情況下，多數場合都會混合使用DCS系統和其他專用控制系統，Modbus通訊可以在各系統優勢得以充分發揮的情況下，保障控制系統作用的有效實現。當下幾乎使用的所有DCS系統都為Modbus協議提供了相應的通信接口。因此，積極探究并開發Modbus協議的控制器遠程監控系統具有極大的可行性，其相應的現實意義也十分重大。

一、Modbus協議

（一）Modbus協議內容概括

依托Master-Slave技術形成的協議就是Modbus協議，其在通信協議中屬于一種應答方式。Master能夠詢問初始化，并將相應的地址分配給Slave，同時將廣播信息發送給所有的Slave。在以點對點通信方式應用Modbus的過程中，需要對符合需求的串口通信標準加以采用，如此才能保障Modbus作用更好發揮。

（二）傳輸模式

ASC II以及RTU這兩種傳輸模式為Modbus的主要模式，值得注意的是，在標準的Modbus網絡中，這兩種模式才適用，兩種模式的特點存在一定差異。如對于ASC II模式特征來說，其在發送字符的過程中對字符間一定的時間間隔是允許的，并且此時發送錯誤并不會產生;對于RTU傳輸模式來說，對比ASC II傳輸模式，RTU字符密度較多，同時具備的數據也更多，其標準的數據幀開頭以及結尾字符傳輸時間間隔應不少于3個半字符。

二、基于Modbus協議的監控軟件設計和開發

（一）監控軟件設計

以Modbus協議為依據，同時與電廠實際需求相結合，基于VC++6.0的利用、進而編制成了Modbus協議的控制器遠程監控系統監控軟件。通過對系統整體安全性以及穩定性加以充分考慮，文件數據庫是監控軟件主要采用的工具，這一過程中并不需要對SQL Server等專用數據庫加以適用，但值得注意的是，需要文件數據庫給外部提供數據取用接口，同時還應該對一致性的人及監控界面與監控器操作界面給予良好保障，為后續工作開展提供有利條件。

在監控軟件設計過程中，為了對Modbus網絡正常通信、能夠及時更新的設備信息等給予良好保障，就需要監控軟件對輪詢方式加以積極運用，進而將數據從URICA中進行有效讀取，借此保障數據庫內容得以不斷更新，為了對一致性的人及監控界面和現場設備狀態及數據，就需要以定期取值的方式將數據庫中的數據信息進行相應刷新處理，如此才能為一致性給予良好保障。

（二）監控軟件的開發

在具體開發監控軟件時，可以對如圖所示的監控軟件結構體系加以積極采用。從監控軟件角度分析，在開發設計過程中需要對模塊化設計思維駕馭運用，進而對監控軟件結構進行如圖五個部分的劃分。

首先，從人機界面這一部分來說，其主要是對生動形象且直觀的方式加以運用，確保將是實時數據、實時和歷史曲線等提供給控制系統，同時在人機界面中還會顯示相應的報警狀態，在此基礎上將相應組態功能如設置設備信息、增添設備和修改等提供給系統，確保借助這些功能的發揮更好的達到有效控制的目的。

其次，分析Modbus協議解析這一部分內容，此部分主要任務就是將Modbus數據幀在Modbus總線中進行有效讀取，并且這一部分還會對人機界面的一些讀或寫指令進行接受，在接受相應指令后將指令向Modbus數據幀形式進行打包處理，進而再向Modbus總線進行發送。

Dada.dll主要是數據處理部分，這一部分主要是將各類訪問Modbus縱向網絡、實時及歷史數據庫函數等提供給系統，同時也會將相應的各類數據存儲結構提供給系統，為人機界面訪問提供更好的支撐作用。

最后一部分為實時數據庫，這一部分主要內容就是借助文件形式將在Modbus總線中獲取的實時數據存貯在軟件內存和系統系統硬盤中，同時將數據定期提供給歷史數據庫，用作歷史記錄為后續工作開展提供可參考信息。

在具體開發軟件時，需要在串行通信速度較慢這一特征加以考慮，進而對多線程技術進行積極運用，確保在單獨的線程中開展Modbus的讀或取工作，而基于另外線程的應用能夠實現實時數據防微和人機界面刷新操作，與此同時，為確保能夠更加形象化的曲線得以良好實現，給相應的曲線分析工作提供便利，就可以對單獨定制的控件加以積極運用，確保形象化的曲線繪制及更新得以有效完成。

結束語

Modbus協議得到廣泛應用的主要原因就在于其具備的適用性較好，而對于Modbus協議的控制器遠程監控系統來說，其恰好是一種新的實踐探索，對監控器遠程監控系統的更好發展十分有益，因此可以在這方面進行深入的探究和分析。

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作者簡介：

何傳禎，單位名稱：重慶豐盛三峰環保發電有限公司 省市：重慶市 郵編：401356，出生年月：1982 年 09 月 性別：男?民族：漢?籍貫：河南 商丘，學歷：大學本科 職稱：助理工程師??研究方向：電氣工程及其自動化。

（作者單位：重慶豐盛三峰環保發電有限公司）