Modbus RTU-ASCII轉(zhuǎn)Modbus TCP網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著工業(yè)控制技術(shù)的迅速提高和以太網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)智能儀器設(shè)備開始朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。工控設(shè)備大多使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，但現(xiàn)場(chǎng)總線種類繁多，沒有統(tǒng)一的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，而以太網(wǎng)技術(shù)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性不高，現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)相互融合成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)并研制了一款基于Modbus RTU/ASCII和Modbus TCP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
　　本文首先提出了以 LPC2214+RT

2、L8019AS+MAX3485為核心的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案，并在原理圖、PCB制板等方面進(jìn)行了多項(xiàng)抗干擾設(shè)計(jì)，有效增強(qiáng)了Modbus TCP網(wǎng)關(guān)的EMC性能。并在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用分層設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，完成三大功能模塊:Modbus RTU/ASCII協(xié)議棧、Modbus TCP協(xié)議棧、Modbus RTU/ASCII和Modbus TCP協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換。此外，針對(duì) Modbus TCP載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)CSMA/CD(C

3、arrier Sense Multiple Access/Collision Detect)的二進(jìn)制指數(shù)后退算法BEB(Binary Exponential Backoff)的重載延遲問題，根據(jù)沖突情況，動(dòng)態(tài)的改變退避時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)BEB算法的改進(jìn)，并進(jìn)行了OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真。
　　最后，搭建Modbus TCP網(wǎng)關(guān)通訊功能測(cè)試和實(shí)時(shí)性測(cè)試平臺(tái)。完成對(duì)三種協(xié)議通訊功能的測(cè)試，結(jié)果表明該Modbus TCP網(wǎng)關(guān)工作穩(wěn)定可靠；在TCP