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1、 二二 一二年八月 一二年八月 成都成都 长输管道监控长输管道监控SCADASCADA系统系统 常用通讯协议介绍常用通讯协议介绍 泰尔文特控制系统泰尔文特控制系统 中国中国 有限公司有限公司 吴海霞吴海霞 通讯协议介绍通讯协议介绍 定义 两个设备之间进行信号或者数据传输时所规定的数据格式与通讯方式 数据格式有标准的和非标准的 常用的标准协议有 Modbus IEC104 CIP Profibus CAN总线等 常用的通讯方式列举 a 以太网 10M 100M b 串行通讯232 485 422 c GPRS CDMA无线网络 d GSM网络 e 卫星 f 电话Modem 通讯机制通讯机制 网络
2、七层协议网络七层协议 在网络中 Modbus CIP IEC104协议处于第7层应用层 系统架构图系统架构图 Modbus协议协议 特点特点 工业界标准的协议 很多设备都支持此协议 一问一答方式 支持状态量 16位整型数 32位整型数 float 对设备中的寄存器数据进行读和写的功能 数据不带时间标签和品质 效率高 可进行ms级读写操作 协议缜密 有校验机制 每个数据包不超过255个字节 端口号 默认502 Modbus协议协议 传输流程传输流程 10001 10002 10003 10004 10005 40001 40002 40003 40004 40005 状态寄存器 1bit 用功能
3、码02读 保持寄存器 2 bytes 用功能码03读 阀门阀门1 1的状态的状态 RTURTU PLCPLC控制器控制器 温度温度1 1 阀门阀门1 1的就地远控的就地远控 阀门阀门1 1的偏差报警的偏差报警 泵泵1 1的起停的起停 0V或者5V 4mA或者20mA 进站压力进站压力 进站瞬时流量进站瞬时流量 进站累计流量进站累计流量 0或1 0到65535 0V到5V 4mA到20mA 上位上位监控监控系统系统 status1 status23 status4 status5 analog1 analog23 analog4 analog5 阀门1的开 关 动作 错误 0到65535 转换成
4、 0到100度 ModbusModbus 协议协议 32位整型或者float型 Modbus协议协议 modbus RTU和和modbus TCP协议格式区别协议格式区别 地址 地址 1 byte 功能码 1 byte 数据 n bytes CRC校验 2 bytes 目的地址 目的地址 2 bytes 协议id 2 bytes 长度 2 bytes 地址 1 byte 功能码 1 byte 数据 n bytes Modbus RTU Modbus TCP Modbus协议协议 控制器常用的功能码控制器常用的功能码 0101 读线圈 读线圈状态状态 读状态量输出的 开读状态量输出的 开 关 状
5、态关 状态 0202 读 读输入状态输入状态 读状态量输入的 开读状态量输入的 开 关 状态关 状态 0303 读保持寄存器 读保持寄存器 0404 读输入寄存器 读输入寄存器 0505 置单线圈 置单线圈 0606 置 置单寄存器单寄存器 1515 置多线圈 置多线圈 1616 置多寄存器 置多寄存器 Modbus协议协议 功能码功能码01读线圈状态读线圈状态 发送 发送 名称 举例 十六进制 设备的地址 11 功能码 01 起始地址的高位 00 起始地址的地位 13 读取点的数量的高位 00 读取点的数量的低位 25 错误校验 LRC或CRC 接受接受 名称 举例 十六进制 设备的地址 1
6、1 功能码 01 字节数 05 数据 线圈27 20 CD 数据 线圈35 28 6B 数据 线圈43 36 B2 数据 线圈51 44 0E 数据 线圈56 52 1B 错误校验 LRC或CRC 线圈 27 26 25 24 23 22 21 20 状态 1 1 0 0 1 1 0 1 Modbus协议协议 功能码功能码03读保持寄存器读保持寄存器 发送 发送 名称 举例 十六进制 设备的地址 11 功能码 03 起始地址的高位 00 起始地址的地位 6B 读取点的数量的高位 00 读取点的数量的低位 03 错误校验 LRC或CRC 接受接受 名称 举例 十六进制 设备的地址 11 功能码
7、03 字节数 06 数据高位 寄存器40108 02 数据低位 寄存器40108 2B 数据高位 寄存器40109 00 数据低位 寄存器40109 00 数据高位 寄存器40110 00 数据低位 寄存器40110 64 错误校验 LRC或CRC CIP ESP协议协议 AB PLC组网架构升级组网架构升级 升级升级 CIP ESP协议协议 特点特点 适用于Rockwell公司所有系列的AB PLC PLC5 SLC500 RSLogix 5000 一问一答方式 直接读取PLC中定义的数组数据 如16位整型 32位整型 浮点型等 批量读取 对PLC中的数组进行读和写的功能 读写数据 数据不带
8、时间标签和品质 效率高 可进行ms级读写操作 协议缜密 有校验机制 端口号 CIP协议默认44818 ESP协议默认2222 CIP ESP协议协议 TELVENT公司的公司的SCADA系统连接系统连接AB PLC的性能表的性能表 由由Rockwell公司认证公司认证 Function Function DescriptionDescription Data Type Data Type in CIP in CIP ProtocolProtocol Method of Method of Accessing dataAccessing data ScanScan Frequency Frequ
9、ency TestedTested Type ofType of Service in CIPService in CIP Maximum Maximum points per points per frameframe Data integrity Data integrity And validation And validation MethodMethod Comment Comment And NotesAnd Notes Tested Tested ResultResult Query the status Query the status valuevalue Bool Tag
10、name Array 250ms Single or Multiple points 3200 TCP CRC Display the status of the valve Correct Force the status Force the status valuevalue Bool Tag name Array 250ms Single or Multiple points 3200 TCP CRC Control the valve pump switches Correct Query analog point Query analog point value value 16 b
11、its integer Tag name Array 250ms Single or Multiple points 200 TCP CRC Display raw value Correct Force analog point Force analog point valuevalue 16 bits integer Tag name Array 250ms Single or Multiple points 200 TCP CRC Force raw value Correct Display analog point Display analog point valuevalue 32
12、 bits integer Tag name Array 250ms Single or Multiple points 100 TCP CRC Display long integer value Correct Force analog point Force analog point valuevalue 32 bits integer Tag name Array 250ms Single or Multiple points 100 TCP CRC Force long integer value Correct Display analog point Display analog
13、 point valuevalue 32 bits IEEE float Tag name Array 250ms Single or Multiple points 100 TCP CRC Display float numbers Correct Force analog point Force analog point valuevalue 32 bits IEEE float Tag name Array 250ms Single or Multiple points 100 TCP CRC Force float numbers Correct CIP ESP协议协议 CIP命令代码
14、命令代码 封装数据长度 命令 代码 会话 句柄 状态 发送端 上下文 可选项 2 bytes 2 bytes 4 bytes 4 bytes 8 bytes 4 bytes 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 封装头部 n bytes 00 00 封装数据 常用命令有 注册命令 0 x0065 取消注册命令 0 x0066 发送数据命令 0 x006f 所有命令在EtherNet IP 规范的第二卷第2章中定义 CIP ESP协议协议 如何配置路由信息如何配置路由信息 C P U E t
15、 h E t h 如果以太网卡和cpu卡在同一个机架上 所需要的路由 信息为 01 00 其中 01表示上背板 00表示cpu的槽号 根据cpu实 际插的槽号而定 E t h E t h C N B C P U C N B 如果以太网卡和cpu卡不在一个机架上 所需要的路由 信息为 01 00 02 15 01 00 其中 01 00表示上背板 CNB 和ENBT同一机架的CNB 的槽号为0 02 15表示上网络 CNB 和CPU同一机架的CNB 的节点号为21 01 00表示上背板 CPU槽号为0 0槽 0槽 节点号21 C P U C N B 节点号22 IEC104协议协议 特点特点 工
16、业界标准的协议 总召唤加逢报则报功能 支持单点信息 标度化值 短浮点数 对设备中的数据进行读和写的功能 带时间标签和数据品质 有同步时钟命令 端口号 默认2404 IEC104协议协议 规约结构规约结构 启动字符启动字符 68 H68 H APDUAPDU长度 最大长度 最大253253 控制域八位位组控制域八位位组1 1 控制域八位位组控制域八位位组2 2 控制域八位位组控制域八位位组3 3 控制域八位位组控制域八位位组4 4 IEC101IEC101和和104104定义的定义的 ASDUASDU APDU长度 APCI 应用规约控制信息应用规约控制信息 APDU 应用规约数据单元应用规约数据单元 ASDU 应用服务数据单元应用服务数据单元 IEC104协议协议 APC I控制信息控制信息 可计数的信息传输功能 可计数的信息传输功能 I I格式格式 可计数的确认功能可计数的确认功能 S S格式格式 启动 停止 测试功能 启动 停止 测试功能 U U格式格式 IEC104协议协议 I I格式的控制域格式的控制域 8 7 6 5 4 3 2 1 发送序列号发送序列号 N S LSB N
