基于RTU油井遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與傳輸層軟件設(shè)計(jì)
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本系統(tǒng)的測試采用了第三方的Modbus測試工具M(jìn)odbus Poll V4．3．3、Modbus Slave V4．3．1和實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)的配置軟件。
4．1 輪詢測試
利用系統(tǒng)配置軟件的界面如圖7所示，設(shè)置一個(gè)RTU主站和兩個(gè)RTU從站，在一臺(tái)PC機(jī)上運(yùn)行Modbus Poll程序，模擬Modbus／TCP客戶機(jī)，通過以太網(wǎng)與RTU主站相連，RTU主從站之間通過無線ZigBee模塊(或RS 485模塊)相連。串行通信的波特率設(shè)置為38 400 b／s，無校驗(yàn)位，停止位為1位。
PC端的Modbus／TCP客戶機(jī)可向RTU主站發(fā)送命令，并讀取存于RTU主站輸入寄存器的從站數(shù)據(jù)。當(dāng)從站的數(shù)字輸入端接高電平(24 V)時(shí)，從Modbus Poll的對(duì)應(yīng)地址可讀取到1，圖8所示是Modbus／TCP客戶機(jī)接收到的輪詢數(shù)據(jù)，其中地址500～507為從站1中8通道數(shù)字輸入端對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值；地址508～515為從站2中8通道數(shù)字輸入端對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值。經(jīng)多次測量，均正確無誤。
4．2 控制測試
PC端模擬的Modbus／TCP客戶機(jī)向RTU的保持寄存器寫入數(shù)據(jù)，RTU會(huì)將對(duì)應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到對(duì)應(yīng)的數(shù)字輸出端口，例如地址100對(duì)應(yīng)數(shù)字輸出端口0，當(dāng)對(duì)地址100置1時(shí)，對(duì)應(yīng)指示燈亮，輸出高電平。
4．3 數(shù)據(jù)采集測試
RTU模擬輸入端0接一定頻率的正弦波，數(shù)字輸入端接高電平信號(hào)，利用Modbus Poll查詢RTU模擬輸入端與數(shù)字輸入端的數(shù)據(jù)。
圖9所示為Modbus／TCP客戶機(jī)所接收到的采集數(shù)據(jù)。
RTU采集到數(shù)字輸入端的脈沖值以及開關(guān)狀態(tài)，地址0～7對(duì)應(yīng)相應(yīng)通道的脈沖值，地址8～15對(duì)應(yīng)相應(yīng)通道的開關(guān)狀態(tài)值；地址19為RTU板上的溫度傳感器的值，當(dāng)前RTU的溫度是24℃；地址20～49為模擬通道0采集到的正弦波信號(hào)，之后為其他通道采集到的AD值，每個(gè)通道的采樣點(diǎn)數(shù)和頻率可調(diào)。
5 結(jié)語
在油井遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸層系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，由于采用了μC／OS_II的操作系統(tǒng)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)Modbus／RTU和Modbus／TCP通信，還可采集各種數(shù)字、模擬傳感器的數(shù)據(jù)，并能對(duì)外部繼電器進(jìn)行控制，保障了本系統(tǒng)能適用于各種工作環(huán)境。此外，還可以根據(jù)實(shí)際的工作環(huán)境，利用系統(tǒng)配置軟件進(jìn)行合理的配置，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與傳輸層工作方式的多樣性。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠。
評(píng)論