modbus协议在备用电源自投装置通信软件设计中的应用

《modbus协议在备用电源自投装置通信软件设计中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据第24卷第9期@2004年9月电力自动化设备ElectricPowerAutomationEquipmentV01．24No．9Sep．2004Modbus协议在备用电源自投装置通信软件设计中的应用曹结，黄益庄(清华大学电机工程与应用电子技术系，北京100084)摘要：研究了Modbus协议在备用电源自投(简称BZT)装置内部及装置与上位机的通信问题。首先对Modbus通信协议及其报文格式进行了详细介绍：然后以高压母联自投方式为例分析了BZT的动作过程，并简单介绍了BZT装置的多CPU硬件平台

2、；根据装置各类监控量的数据类型和传输特点，设计了一种简化的信息分类方案：最后详细阐述了整个通信过程。关键词：备用电源自投装置；Modbus通信协议；多CPU中图分类号：TN914．3；TM762．1文献标识码：A文章编号：1006—6047(2004)09—0056—030引言备用电源自投(简称BZT)装置作为一种常见的自动控制设备，是保证电力系统连续可靠供电的重要手段。基于多CPU硬件平台的BZT装置，各CPU模块完成独立功能。通过串行通信交换控制信息和数据。常见的应用于多CPU间通信的串行通信协议

3、有：通用串行协议USP(UniversalSe血lPmtoc01)和Modbus通信协议。这2种通信协议都属于主从协议，采用主从访问技术构成单主控制网络。但Modbus通信协议在轮询访问从方时，从方可直接返回应答信息，具有更高的效率。改进版Modbusplus协议增加了令牌环访问方式。可在多点通信中给不同节点分配总线控制权．使得整个通信更灵活，有利于通信系统的拓展和优化，因此本装置的通信，选用Modbus协议。1Modbus通信协议1．1简介Modbus协议采用主从(master-slave)技术，是

4、一种问答方式的通信协议[1]。主控制器单元和从控制器单元之间既可以一对一通信。也可以一对多广播式通信。Modbus协议的信息结构描述了主控制器单元对其他单元的访问过程，从控制器对接收到信息的答复，以及它们对收到信息的校验过程。Modbus协议有ASCII和RTU两种传输模式．由于BZT装置的数据信息都是以十六进制数计算、传输的，本装置采用RTU传输模式。1．2Modbus通信协议RTU报文格式典型RTU报文格式参见表l、表2。这些代码在串口通信线表现为一系列有序的字节信息，将其按照协议规则返回后，就能

5、获得具体的数据信息。收稿日期：2004一04—10：修回日期：2004一06一03表1M0dbus主方询问数据帧报文Tab．1Messagefhmeofrequesttoread表2Modbus从方回答数据帧报文Tab．2Messagefhmeofrespondtoquer)r从方地址功能码字节量嚣l⋯嚣冗余校验SlaVeFuncByteData⋯DataCRCAddCodeCountB”e1Byt‰一16H一16L功能码标识主方给从方的不同操作信息，具体内容见表3。SlaveAdd为从方的单元代码，

6、对于一对多的广播式通信，从方单元只响应与自己单元码匹配的操作指令。表3Modbu8协议中的标准功能码Tab．37rhestandardfunctioncodesofModbusprotocol功能码操作定义功能码操作定义o，燃嘶渊眈粼∞徽os麒os曩霪磊蒙昙∞禚然∞㈣os蕊·o㈣2BZT装置的功能介绍BZT装置是因电力系统故障或者其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源自动投入，使原来工作电源被断开的用户恢复供电的一种自动控制装置[21。万方数据第9期曹酷，等：M。dbus协议在备用电源自投装置通

7、信软件设计中的应用囝2．1备用电源配置方式图1为变电站常见的一种主接线图，具有2台主变压器、2回进线，高压侧和低压侧分别接有母联开关。1号进线2号进线图1变电站单母线分段主接线图Fig．1nemainlineconnecti蛐diagramofasubstation备用电源配置分为“明备用”和“暗备用”2种基本方式。系统正常时，备用电源不工作的，称为明备用；系统正常运行时。备用电源也投入运行的，称为暗备用。后者实际上是2个工作电源互为备用。根据备用电源配置的不同。可划分为4种自投方式：进线自投、变压器

8、自投、高压母联自投和低压母联自投。前两者为明备用，后两者为暗备用。2．2BZT动作过程B砑装置在功能实现上区别于其他保护装置最明显的特点就是在较短的时间内，对不同断路器进行多次的跳、合闸出口操作，完成切除故障电源、投入备用电源的转换工作。在电源转换后，由于运行方式发生了改变。所以需要将能反映现场运行情况的所有模拟量、开关量通过串口送到人机界面显示，并将动作信息进一步传给上位机，产生较多的数据信息。此外。在正常工作状态下，BZT配备了各类告警的判断，比如T