Modbus RTU-ASCII轉Modbus TCP網(wǎng)關關鍵技術及應用研究.pdf

1、隨著工業(yè)控制技術的迅速提高和以太網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，工業(yè)智能儀器設備開始朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。工控設備大多使用現(xiàn)場總線技術，但現(xiàn)場總線種類繁多，沒有統(tǒng)一的協(xié)議標準，而以太網(wǎng)技術的實時性和穩(wěn)定性不高，現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術相互融合成為當前研究的重點。本文設計并研制了一款基于Modbus RTU/ASCII和Modbus TCP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)關，利用以太網(wǎng)實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場設備的遠程監(jiān)控。
　　本文首先提出了以 LPC2214+RT

2、L8019AS+MAX3485為核心的系統(tǒng)硬件設計方案，并在原理圖、PCB制板等方面進行了多項抗干擾設計，有效增強了Modbus TCP網(wǎng)關的EMC性能。并在硬件設計的基礎上，采用分層設計思想進行了軟件設計，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)議的相互轉換。此外，針對 Modbus TCP載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD(C

3、arrier Sense Multiple Access/Collision Detect)的二進制指數(shù)后退算法BEB(Binary Exponential Backoff)的重載延遲問題，根據(jù)沖突情況，動態(tài)的改變退避時間，實現(xiàn)對BEB算法的改進，并進行了OPNET網(wǎng)絡仿真。
　　最后，搭建Modbus TCP網(wǎng)關通訊功能測試和實時性測試平臺。完成對三種協(xié)議通訊功能的測試，結果表明該Modbus TCP網(wǎng)關工作穩(wěn)定可靠；在TCP