[發(fā)明專利]一種基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210209859.4
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102722975A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱青;曹時偉;曹一家;黃小慶;何杰;李友光;張杰;羅杰;曹敏;羅學禮;張林山;張志生
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學;云南電網(wǎng)公司
• 主分類號: G08C19/00
• 分類號: G08C19/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

PROFIBUS起源于歐洲，目前在國內(nèi)得到了快速的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)成熟，已大量應(yīng)用于各種領(lǐng)域。隨著PROFIBUS在國內(nèi)的廣泛應(yīng)用與技術(shù)的開放性，儀表采用PROFIBUS通信越來越為市場所需求。市場調(diào)查確認，在德國和歐洲市場中PROFIBUS占開放性工業(yè)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的市場超過40%，截止2008年底，超過2800萬個設(shè)備節(jié)點被安裝。在2006年，PROFIBUS成為中國第一個工業(yè)通訊領(lǐng)域現(xiàn)場總線技術(shù)國家標準：GB/T?20540-2006，也是目前唯一批準的現(xiàn)場總線國家標準。但現(xiàn)在國內(nèi)儀表行業(yè)在這方面的應(yīng)用較少，有長足的發(fā)展空間和市場前景。

目前電表主要采用MODBUS協(xié)議和645協(xié)議通信，一般通信速率最大為38400bps，速率不高，不利于大量數(shù)據(jù)的抄讀。PROFIBUS通信速率可以達到12Mbps，可顯著提高電表的通信速率。為此本發(fā)明提出了基于PROFIBUS的智能電表通信模塊的設(shè)計,以實現(xiàn)電表數(shù)據(jù)的快速抄讀。在作為PROFIBUS主站的西門子PLC和主站網(wǎng)卡CP5611大量應(yīng)用的趨勢下，具有PROFIBUS通信功能的電表作為從站，連接到PLC主站中，提高了電表通信速率和實用性，可滿足市場和用戶的需求。

PROFIBUS是唯一全集成H1(過程)和H2(工廠自動化)的現(xiàn)場總線解決方案，是國際性的、開放的、完整的、與制造商無關(guān)的現(xiàn)場總線標準；它經(jīng)過優(yōu)化的高速通信連接，是專為自動控制和設(shè)備級分散I/O之間的通信設(shè)計的，用于分布式控制系統(tǒng)的高速傳輸；它也遵循ISO/OSI模型，其通信模型由三層構(gòu)成：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。PROFIBUS主站周期性地讀取從站的輸入，并周期性地向從站發(fā)送輸出數(shù)據(jù)，總線循環(huán)時間必須小于主站循環(huán)時間；此外，PROFIBUSDP還提供智能化現(xiàn)場設(shè)備所需的非周期性通信以進行組態(tài)、診斷和報警處理及復(fù)雜設(shè)備在運行中參數(shù)的確定；它在總線訪問協(xié)議、本征安全性和硬件支持等方面具有突出的優(yōu)點。

PROFIBUS-DP主站有一類主站和二類主站，一類主站完成總線通信控制和管理，完成周期性數(shù)據(jù)訪問，包括PLC、PC、CP5611或可做一類主站的控制器；二類主站完成非周期性數(shù)據(jù)訪問，如數(shù)據(jù)讀寫、系統(tǒng)配置、故障診斷等，包括操作員工工作站、編程器等；PROFIBUS從站主要進行輸入、輸出信號的采集與發(fā)生，包括分散式I/O，智能現(xiàn)場設(shè)備等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀方法及系統(tǒng)，該基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀方法及系統(tǒng)易于實施，數(shù)據(jù)傳輸快。

發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀系統(tǒng)，包括基于PROFIBUS通信的主站和從站，所述的主站和從站基于PROFIBUS總線通信連接；所述的從站包括智能電表和PROFIBUS模塊；PROFIBUS模塊與智能電表中的微處理器單元（MCU）通信連接。

所述的主站為PLC、CP5611主站網(wǎng)卡和PC機，主站作為PROFIBUS系統(tǒng)控制設(shè)備，向從站發(fā)送控制命令，并獲取從站的應(yīng)答。

所述的智能電表為支持MODBUS協(xié)議或者645協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹悄茈姳怼?/p>

一種基于PROFIBUS的智能電表數(shù)據(jù)抄讀方法，

建立PROFIBUS地址與MODBUS地址的映射關(guān)系；【如果原智能電表支持645協(xié)議，則保留原來的645協(xié)議不變。】

【表1、表2、表3中表示的是PROFIBUS協(xié)議與MODBUS協(xié)議的地址映射關(guān)系。】

將電表中的MODBUS協(xié)議打包放在PROFIBUS協(xié)議幀的數(shù)據(jù)區(qū)中；

組網(wǎng)時，在組態(tài)配置中將輸入?yún)^(qū)和輸出區(qū)配置為5字節(jié)的全部輸入輸出,第一字節(jié)為命令字，第二、三字節(jié)為寄存器地址數(shù)據(jù)，最后兩字節(jié)為讀取的寄存器的值。

【例如一幀PROFIBUS數(shù)據(jù)：68?05?05?68?8A?9F?08?03?00?6C?00?044B?16

其中03?00?6C?00?04為PROFIBUS數(shù)據(jù)區(qū)，03為命令字，006CH為寄存器地址，0004H為寄存器的值。】

智能電表數(shù)據(jù)抄讀的過程如下：

主站向從站發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令；

從站的PROFIBUS模塊收到數(shù)據(jù)請求命令后，將數(shù)據(jù)請求命令解析為MODBUS命令并發(fā)給智能電表；