[发明专利]一种基于Modbus-TCP协议的自转换方法

说明书

本发明涉及工业级控制系统数据通信领域，特别是在异构网络之间数据实时通讯领域，具体涉及一种基于Modbus‑TCP协议的自转换方法。针对目前核电控制系统中异构系统之间数据传输存在协议不匹配、传输数据量大、传输距离远的问题，本发明设计了一种基于Modbus‑TCP协议自转换方法。该方法实现了Modbus‑TCP协议与本地总线协议转换，解决了异构系统之间的数据传输；采用Modbus‑TCP网络解决两个异构系统之间要求数据传输量大，传输距离远、传输速率快等问题；采用自定义的RS485总线协议可以快速、定时、准确的实现控制器与网关模块的数据交互，实现将第三方设备/系统接入到核电控制系统，实现自身系统的可用性和扩展性。

技术领域

本发明涉及工业级控制系统数据通信领域，特别是在异构网络之间数据实时通讯领域，具体涉及一种基于Modbus-TCP协议的自转换方法。

背景技术

随着DCS控制系统在核电控制中应用越来越广泛，现场总线技术的发展改变了控制系统的结构，但是随着越来越多的现场总线协议的出现，异构系统之间数据传输变得越来越难，导致无法直接进行数据互访与交互。

同时为避免系统中采用低速、短距离传输的RS232接口，异构系统中需要实现高速、大数据量的快速传输。

Modbus-TCP协议通过目前使用最广泛的以太网协议标准(IEEE802.3)将Modbus协议帧封装到TCP/IP下层协议中，并将该报文在物理层上进行数据传输，该协议有效的解决了串口总线数据传输距离短、传输速率慢、传输数据量少的问题。

自定义的RS485总线协议包括物理层、链路层和自定义应用层。RS485总线物理层采用差分线，在传输距离为100m内，传输速率可以达到Mbps的级别。自定义的RS485总线协议简称本地协议。

因此，针对控制系统中现场总线协议的不足，此处介绍一种基于Modbus-TCP协议与本地协议相互转换，解决异构系统中传输距离、传输速率和传输数据量的不足的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Modbus-TCP协议的自转换方法。

实现本发明目的的技术方案：

一种基于Modbus-TCP协议的自转换方法，该方法应用于核电控制系统，网关模块实现将第三方系统接入本系统，实现本系统的可用性和扩展性；

该方法的具体步骤如下：

第一步：协议解析

网关模块收到Modbus-TCP响应报文后，根据Modbus-TCP协议解析得到数据段DU1；

第二步：协议转换

网关模块将数据段DU1按照本地协议实现数据段映射得到相应的数据段DU2；

第三步：协议组包

网关模块将数据段DU2按照本地协议组包得到相应的报文，并发送到本地协议；

同理，从本地协议发送到Modbus-TCP网络的过程也是如此。

进一步的，如上所述的一种基于Modbus-TCP协议的自转换方法，第二步中实现两种协议的数据段映射，包括地址映射和数据格式转换：

(1)地址映射

地址映射指某一数据从Modbus-TCP缓冲区的某一地址搬移到本地协议缓冲区的某一地址下；

(2)数据格式转换

在Modbus-TCP协议中数据格式如下：

数据类型ModBus_BIT，该数据占用的Modbus寄存器数量为1，字节数1bit；