基于Modbus协议的控制器远程监控系统初探

【摘 要】Modbus是对一种数据帧结构的定义，对于物理层介质来说，此种数据帧结构具有一定的独立性，因此控制器对其进行识别以及应用的效果较好，并且不论设备通信网络类型如何，数据帧结构适用性都十分良好，在此背景下，也推动了Modbus的进一步发展，并且逐渐扩展应用到各种网络中，如MAP等。在Modbus协议对标准Modbus网络进行应用的情况下，能够达到直接传送信息的目的，而在对其他网络进行应用的情况下，则会在该网络通信数据帧结构中植入并发送Modbus协议。本文在详细阐述协议技术要点以及具体规定等情况下，探索基于Modbus协议的控制器远程监控系统如何实现。

【关键词】Modbus协议;控制器;远程监控系统

基于Modbus具备的适用性较好的特点，众多大公司都给予了其极大的支持和帮助，并且将其作为标准通信接口之一用来给用户提供服务，对于从属系统和主系统间的通信来说，主要的途径通常是Modbus协议。目前，现阶段DCS系统在我国电力以及化工行业应用较为广泛，但值得注意的是，大多情况下，多数场合都会混合使用DCS系统和其他专用控制系统，Modbus通讯可以在各系统优势得以充分发挥的情况下，保障控制系统作用的有效实现。当下几乎使用的所有DCS系统都为Modbus协议提供了相应的通信接口。因此，积极探究并开发Modbus协议的控制器远程监控系统具有极大的可行性，其相应的现实意义也十分重大。

一、Modbus协议

（一）Modbus协议内容概括

依托Master-Slave技术形成的协议就是Modbus协议，其在通信协议中属于一种应答方式。Master能够询问初始化，并将相应的地址分配给Slave，同时将广播信息发送给所有的Slave。在以点对点通信方式应用Modbus的过程中，需要对符合需求的串口通信标准加以采用，如此才能保障Modbus作用更好发挥。

（二）传输模式

ASC II以及RTU这两种传输模式为Modbus的主要模式，值得注意的是，在标准的Modbus网络中，这两种模式才适用，两种模式的特点存在一定差异。如对于ASC II模式特征来说，其在发送字符的过程中对字符间一定的时间间隔是允许的，并且此时发送错误并不会产生;对于RTU传输模式来说，对比ASC II传输模式，RTU字符密度较多，同时具备的数据也更多，其标准的数据帧开头以及结尾字符传输时间间隔应不少于3个半字符。

二、基于Modbus协议的监控软件设计和开发

（一）监控软件设计

以Modbus协议为依据，同时与电厂实际需求相结合，基于VC++6.0的利用、进而编制成了Modbus协议的控制器远程监控系统监控软件。通过对系统整体安全性以及稳定性加以充分考虑，文件数据库是监控软件主要采用的工具，这一过程中并不需要对SQL Server等专用数据库加以适用，但值得注意的是，需要文件数据库给外部提供数据取用接口，同时还应该对一致性的人及监控界面与监控器操作界面给予良好保障，为后续工作开展提供有利条件。

在监控软件设计过程中，为了对Modbus网络正常通信、能够及时更新的设备信息等给予良好保障，就需要监控软件对轮询方式加以积极运用，进而将数据从URICA中进行有效读取，借此保障数据库内容得以不断更新，为了对一致性的人及监控界面和现场设备状态及数据，就需要以定期取值的方式将数据库中的数据信息进行相应刷新处理，如此才能为一致性给予良好保障。

（二）监控软件的开发

在具体开发监控软件时，可以对如图所示的监控软件结构体系加以积极采用。从监控软件角度分析，在开发设计过程中需要对模块化设计思维驾驭运用，进而对监控软件结构进行如图五个部分的划分。

首先，从人机界面这一部分来说，其主要是对生动形象且直观的方式加以运用，确保将是实时数据、实时和历史曲线等提供给控制系统，同时在人机界面中还会显示相应的报警状态，在此基础上将相应组态功能如设置设备信息、增添设备和修改等提供给系统，确保借助这些功能的发挥更好的达到有效控制的目的。

其次，分析Modbus协议解析这一部分内容，此部分主要任务就是将Modbus数据帧在Modbus总线中进行有效读取，并且这一部分还会对人机界面的一些读或写指令进行接受，在接受相应指令后将指令向Modbus数据帧形式进行打包处理，进而再向Modbus总线进行发送。

Dada.dll主要是数据处理部分，这一部分主要是将各类访问Modbus纵向网络、实时及历史数据库函数等提供给系统，同时也会将相应的各类数据存储结构提供给系统，为人机界面访问提供更好的支撑作用。

最后一部分为实时数据库，这一部分主要内容就是借助文件形式将在Modbus总线中获取的实时数据存贮在软件内存和系统系统硬盘中，同时将数据定期提供给历史数据库，用作历史记录为后续工作开展提供可参考信息。

在具体开发软件时，需要在串行通信速度较慢这一特征加以考虑，进而对多线程技术进行积极运用，确保在单独的线程中开展Modbus的读或取工作，而基于另外线程的应用能够实现实时数据防微和人机界面刷新操作，与此同时，为确保能够更加形象化的曲线得以良好实现，给相应的曲线分析工作提供便利，就可以对单独定制的控件加以积极运用，确保形象化的曲线绘制及更新得以有效完成。

结束语

Modbus协议得到广泛应用的主要原因就在于其具备的适用性较好，而对于Modbus协议的控制器远程监控系统来说，其恰好是一种新的实践探索，对监控器远程监控系统的更好发展十分有益，因此可以在这方面进行深入的探究和分析。

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作者简介：

何传祯，单位名稱：重庆丰盛三峰环保发电有限公司 省市：重庆市 邮编：401356，出生年月：1982 年 09 月 性别：男 民族：汉 籍贯：河南 商丘，学历：大学本科 职称：助理工程师  研究方向：电气工程及其自动化。

（作者单位：重庆丰盛三峰环保发电有限公司）