基于modbus协议的光伏电场监控系统的探究

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1、基于MODBUS协议的光伏电场监控系统的探究　　摘要：光伏发电可以替代部分煤电，这将促使光伏产业的蓬勃发展，光伏电场监控作为配套系统也将日显重要。本文以Modbus协议为基础在B/S框架下对光伏电场监控系统进行研究和设计。通过RS485通讯方式采集逆变器数据，数据采集仪通过以太网与PC机通讯，通过以太网获取数据，汇总并在本地的液晶显示屏显示。从而实现全自动智能化运行，系统经过近运行，效果良好，系统稳定，实用性强，功能完善。　　关键词：MODBUS；光伏；监控　　中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）19-0069-02　　1引言　

2、　目前我国依然是煤炭能源消耗大国，从能源消费的结构上看还属于粗放型能源利用方式，与现代集约型经济发展的要求还有一定的差距。所以，从可持续发展的角度看，包括太阳能在内的新能源和可再生能源将大力发展，以逐步改善以煤炭为主的能源结构，促进常规能源资源更加合理有效地利用，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续的战略目标。到2015年，我国将大规模推广应用新能源和可再生能源技术，其中光伏发电可以替代部分煤电，减轻能源对外依靠的压力，对改善我国能源结构和走能源可持续发展的道路是十分必要的。本文以Modbus协议为基础在B/S框架下对光伏电场监控系统进行研究。5　　2Mod

3、bus协议　　2.1Modbus协议及其特点　　Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其他设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。在我国，Modbus协议已经成为国家标准GB/T19582-2008。据不完全统计，截止到2007年，Modbus的节点安装数量已经超过了1000万个。Modbus协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其他设备的过程，如回应来自其他设备的请求，以

4、及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其他网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。　　Modbus具有以下几个特点：　　（1）Modbus协议的帧格式非常紧凑和简单，而且通俗易懂。　　（2）Modbus协议可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上

5、传送，如双绞线、光纤、无线等。本套光伏电场监控系统就是利用RS-485接口来实现数据传送。5　　（3）标准开放，用户可以完全免费放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，不存在侵犯知识产权的问题。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。　　2.2Modbus协议在B/S模式下实现　　本光伏电场监控系统采用B/S架构模式开发，其中Web服务器由C#编写，利用VisualStudio2005软件实现，数据库由SQLServer2005完成。在系统编写过程中必须遵循Modbus协议，利用modbus_Master和modbus_Sl

6、ave完成数据的传送。　　2.2.1modbus_Master的应用　　作为Modbus客户端模式的应用，主要是准备请求并向服务器设备发送请求，并等待服务器的响应，以此来完成对服务器设备的访问和控制。　　2.2.2modbus_Slave的应用　　作为Modbus服务器模式的应用，主要实现了对于ModBus应用报文的分析与响应，为了方便使用，在modbus_Slave软件包中通过函数指针的形式，实现了接口函数的自动加载，将应用数据处理和ModBus应用报文响应关联起来，通过专门的一个CPP文件DataProvider.cpp来实现相应的功能。为了及时地响应Modbus应

7、用报文，程序设计时利用一个线程反复调用modbus_Slave执行函数，该函数为阻塞模式。　　3光伏电场监控系统的功能设计与实现　　3.1光伏电场监控系统的功能设计5　　整个系统实现全站的逆变器的监控和环境数据的监控。监控装置主要包括PC机、数据采集仪、环境数据传感器、监控软件和液晶显示屏。几个机房分别配置若干台数据采集仪，通过RS485通讯方式采集逆变器数据，数据采集仪通过以太网与PC机通讯获取数据，汇总并在本地的液晶显示屏显示。　　并网逆变器提供RS485通讯接口，采用标准Modbus协议，每个逆变器室的逆变器通讯线并联后接入数据采集