[发明专利]一种基于实时数据库的Modbus设备主从站通讯管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业控制系统及装置Modbus通讯技术领域，尤其是涉及一种基于实时数据库的Modbus设备主从站通讯管理方法及系统。

背景技术

控制器局域网CAN(Controller Area Network)，属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络，由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。由于其高性能、高可靠性以及独特的设计，并能够检测出产生的任何错误，而越来越受到人们的重视，被广泛应用于诸多领域。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能和应用范围，从位速率最高可达1Mbps的高速网络到低成本多线路的50Kbps网络都可以任意搭配。因此，CAN在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。

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)和其它设备之间可以通信。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。此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。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以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。当在一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。在其它网络上，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。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。

目前Modbus设备主从站通讯管理方法都是Modbus设备主从站单方向通讯，一台Modbus主站只允许和Modbus从站通讯，而不能和第三方Modbus主站进行信息交互，不能实现开放互联，从而导致信息不能有效的共享利用。

发明内容

为了解决上述问题，使Modbus主站和第三方Modbus主站能够进行信息交互，实现开放互联及信息共享，本发明提供了如下技术方案：

一种基于实时数据库的Modbus设备主从站通讯管理方法，包括如下步骤：

S1：工程师通过控制工程应用软件平台，组态Modbus设备信息，将组态信息以工业以太网协议中的报文形式发送到控制站；

S2：控制站对所收到的工业以太网协议报文进行解包，将有效数据储存于控制站实时数据库后以CAN协议中的报文形式打包发送到Modbus模件；

S3：Modbus模件对所收到的CAN协议报文进行解包，将有效数据储存于Modbus模件数据库后构成Modbus协议请求帧形式发送到相应的Modbus从站；

S4：Modbus从站接收到Modbus协议请求帧后将响应信息返回给Modbus模件，Modbus模件解包所述响应信息获得有效响应数据，并将有效响应数据以CAN协议中的报文形式打包发送给控制站；

S5：控制站对所收到的Modbus模件发出的CAN协议报文进行解包，将有效响应数据储存于Modbus模件数据库后以工业以太网协议中的报文形式打包发送到工程师站；

还包括，

S6：Modbus模件自身可以虚拟Modbus从站，并连接第三方Modbus主站；第三方Modbus主站将有效信息发送给Modbus模件，Modbus模件解包所述有效信息获得有效数据，并将有效数据以CAN协议中的报文形式打包发送给控制站；控制站对所收到的Modbus模件发出的CAN协议报文进行解包，将有效数据储存于Modbus模件数据库后以工业以太网协议中的报文形式打包发送到工程师站。

进一步的，步骤S1中，组态Modbus设备信息包括设备地址、通讯串口、寄存器表、通讯命令、实时数据库链接关系。

进一步的，所述控制站实时数据库设置有两个缓冲区分别用于暂存所述工业以太网协议报文和CAN协议报文。

进一步的，所述工业以太网协议报文的帧格式包括：目的地址、源地址、类型、数据、CRC，其中数据采用UDP数据报文格式，包括：IP头、UDP头、应用数据。