[發明專利]一種基于Modbus-TCP協議的自轉換方法

有效

• 申請號: 201711326046.2
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108173817B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 胡義武;韓冥生;冷強;王碩;詹鐘;郭震
• 申請（專利權）人: 中核控制系統工程有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

本發明涉及工業級控制系統數據通信領域，特別是在異構網絡之間數據實時通訊領域，具體涉及一種基于Modbus?TCP協議的自轉換方法。針對目前核電控制系統中異構系統之間數據傳輸存在協議不匹配、傳輸數據量大、傳輸距離遠的問題，本發明設計了一種基于Modbus?TCP協議自轉換方法。該方法實現了Modbus?TCP協議與本地總線協議轉換，解決了異構系統之間的數據傳輸；采用Modbus?TCP網絡解決兩個異構系統之間要求數據傳輸量大，傳輸距離遠、傳輸速率快等問題；采用自定義的RS485總線協議可以快速、定時、準確的實現控制器與網關模塊的數據交互，實現將第三方設備/系統接入到核電控制系統，實現自身系統的可用性和擴展性。

技術領域

本發明涉及工業級控制系統數據通信領域，特別是在異構網絡之間數據實時通訊領域，具體涉及一種基于Modbus-TCP協議的自轉換方法。

背景技術

隨著DCS控制系統在核電控制中應用越來越廣泛，現場總線技術的發展改變了控制系統的結構，但是隨著越來越多的現場總線協議的出現，異構系統之間數據傳輸變得越來越難，導致無法直接進行數據互訪與交互。

同時為避免系統中采用低速、短距離傳輸的RS232接口，異構系統中需要實現高速、大數據量的快速傳輸。

Modbus-TCP協議通過目前使用最廣泛的以太網協議標準(IEEE802.3)將Modbus協議幀封裝到TCP/IP下層協議中，并將該報文在物理層上進行數據傳輸，該協議有效的解決了串口總線數據傳輸距離短、傳輸速率慢、傳輸數據量少的問題。

自定義的RS485總線協議包括物理層、鏈路層和自定義應用層。RS485總線物理層采用差分線，在傳輸距離為100m內，傳輸速率可以達到Mbps的級別。自定義的RS485總線協議簡稱本地協議。

因此，針對控制系統中現場總線協議的不足，此處介紹一種基于Modbus-TCP協議與本地協議相互轉換，解決異構系統中傳輸距離、傳輸速率和傳輸數據量的不足的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Modbus-TCP協議的自轉換方法。

實現本發明目的的技術方案：

一種基于Modbus-TCP協議的自轉換方法，該方法應用于核電控制系統，網關模塊實現將第三方系統接入本系統，實現本系統的可用性和擴展性；

該方法的具體步驟如下：

第一步：協議解析

網關模塊收到Modbus-TCP響應報文后，根據Modbus-TCP協議解析得到數據段DU1；

第二步：協議轉換

網關模塊將數據段DU1按照本地協議實現數據段映射得到相應的數據段DU2；

第三步：協議組包

網關模塊將數據段DU2按照本地協議組包得到相應的報文，并發送到本地協議；

同理，從本地協議發送到Modbus-TCP網絡的過程也是如此。

進一步的，如上所述的一種基于Modbus-TCP協議的自轉換方法，第二步中實現兩種協議的數據段映射，包括地址映射和數據格式轉換：

(1)地址映射

地址映射指某一數據從Modbus-TCP緩沖區的某一地址搬移到本地協議緩沖區的某一地址下；

(2)數據格式轉換

在Modbus-TCP協議中數據格式如下：

數據類型ModBus_BIT，該數據占用的Modbus寄存器數量為1，字節數1bit；