一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法
专利汇可以提供一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种利用MODBUS通信协议实现 人机交互 的 电网 安全稳定控制装置及其方法，属于电 力 系统及其自动化技术领域。本装置包括稳定控制功能模 块 和 人机界面 模块，稳定控制功能模块用于实现电网安全稳定控制功能，人机界面模块用于实现监控界面所有的数据显示和 修改 功能，人机界面模块为支持串口MODBUS通信协议的 触摸屏 ，稳定控制功能模块与触摸屏间通过RS485连接，数据传输采用串行链路MODBUS传输模式。数据传输时，通过初始化、数据接收和 数据处理 及发送3个步骤实现。与 现有技术 相比，本发明克服了传统稳控装置人机界面的缺点，提高了人机界面的美观性和操作方便性，有效节约了开发和维护的成本。，下面是一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法专利的具体信息内容。
1.一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置，包括稳定控制功能模块和人机界面模块，所述稳定控制功能模块用于实现电网安全稳定控制功能，所述人机界面模块用于实现监控界面所有的数据显示和修改功能，其特征在于，人机界面模块为支持串口MODBUS通信协议的触摸屏，稳定控制功能模块与触摸屏间通过RS485连接，数据传输采用串行链路MODBUS传输模式。
2.根据权利要求1所述的利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置，其特征在于，数据传输时，稳定控制功能模块与触摸屏之间的各类通信数据与MODBUS协议的功能码相互映射。
3.根据权利要求1或2所述的利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置，其特征在于，稳定控制功能模块与触摸屏间的数据传输采用MODBUS协议的RTU传输模式。
4.一种利用MODBUS通信协议实现电网安全稳定控制装置中人机交互的方法，其特征在于，采用MODBUS协议的RTU传输模式进行数据传输，包括以下步骤：
1）初始化：完成通信的波特率设置、数据接收的串口中断和定时器设置，将全局变量Num初始化为0，所述全局变量Num用于计算字符接收时间间隔T；
2）数据接收：包括串口接收中断和定时器中断两个过程，每接收一个字节就进入一次串口接收中断过程以接收数据，在数据接收中定时进入定时器中断过程判断MODBUS一帧数据的起始与结束；
其中，串口接收中断过程为：首先将全局变量Num置为0，然后判断帧起始标志frame_start是否为1；如果frame_start为1，说明此次接收的数据是一帧新的数据起始，置正在接收数据标志recv_flag为1，同时将frame_start重置为0；如果frame_start不为1，说明此次接收的字符不是新的数据帧起始，然后判断T<1.5*T1的正确性，如果T<1.5*T1为真，说明此次接收的数据是正在接收数据帧的正常数据，存储接收到的数据，如果T<1.5*T1不为真，则不保存此次接收到的数据，重新设置帧的起始标志frame_start为1；
定时器中断过程为：首先将全局变量Num加1，然后检测T>3.5*T1的正确性，如果为假则直接返回，如果为真，再判断正在接收数据的标志recv_flag是否为1，若recv_flag为
1，说明有数据正在接收，重置recv_flag为0，同时设置帧结束标志frmae_end为1，表示已经有一帧数据已经接收好，供数据处理及发送步骤中使用，若recv_flag不为1直接设置帧起始标志frame_start为1，串口接收中断过程检测到此标志则准备接收一帧新的数据；
上述T为字符接收时间间隔，等于Num乘以定时器定时时间间隔的值，定时器定时时间间隔在初始化步骤中设置；T1为根据波特率计算出的1个字符的传输时间；
3）数据处理及发送：判断信息帧要求实现的功能，并给触摸屏回复信息，当检测到frmae_end为1的时候，首先将frmae_end重置为0，然后判断地址码和CRC校验码的正确性，依此判断该数据帧的有效性，如果数据帧无效，不向触摸屏返回信息，否则执行触摸屏的命令，完成功能码的相应功能，向触摸屏返回一正常响应帧。
一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定
控制装置及其方法
技术领域
背景技术
2、操作不够方便；3、产品开发周期长；4、产品开发和维护成本高。
发明内容
1）初始化：完成通信的波特率设置、数据接收的串口中断和定时器设置，将全局变量
Num初始化为0，所述全局变量Num用于计算字符接收时间间隔T；
2）数据接收：包括串口接收中断和定时器中断两个过程，每接收一个字节就进入一次
串口接收中断过程以接收数据，在数据接收中定时进入定时器中断过程判断MODBUS一帧
数据的起始与结束；
其中，串口接收中断过程为：首先将全局变量Num置为0，然后判断帧起始标志frame_
start是否为1；如果frame_start为1，说明此次接收的数据是一帧新的数据起始，置正在接收数据标志recv_flag为1，同时将frame_start重置为0；如果frame_start不为1，说
明此次接收的字符不是新的数据帧起始，然后判断T<1.5*T1的正确性，如果T<1.5*T1为
真，说明此次接收的数据是正在接收数据帧的正常数据，存储接收到的数据，如果T<1.5*T1不为真，则不保存此次接收到的数据，重新设置帧的起始标志frame_start为1；
定时器中断过程为：首先将全局变量Num加1，然后检测T>3.5*T1的正确性，如果为假
则直接返回，如果为真，再判断正在接收数据的标志recv_flag是否为1，若recv_flag为
1，说明有数据正在接收，重置recv_flag为0，同时设置帧结束标志frmae_end为1，表示已经有一帧数据已经接收好，供数据处理及发送步骤中使用，若recv_flag不为1直接设置帧起始标志frame_start为1，串口接收中断过程检测到此标志则准备接收一帧新的数据；
上述T为字符接收时间间隔，等于Num乘以定时器定时时间间隔的值，定时器定时时间
间隔在初始化步骤中设置；T1为根据波特率计算出的1个字符的传输时间；
3）数据处理及发送：判断信息帧要求实现的功能，并给触摸屏回复信息，当检测到
frmae_end为1的时候，首先将frmae_end重置为0，然后判断地址码和CRC校验码的正确
性，依此判断该数据帧的有效性，如果数据帧无效，不向触摸屏返回信息，否则执行触摸屏的命令，完成功能码的相应功能，向触摸屏返回一正常响应帧。
具体实施方式
开入量（离散量输入） 告警信息，压板投退状态，异常状态等
开出量（线圈） 调试命令（开出传动命令、自动调零调精命令、打印命令等）
只读模拟量（输入寄存器） 交流采样数据（A、B、C三相电压和电流、有功功率、无功功率、系统频率等），通道数据，事件信息（启动或动作事件、通道异常录波等），
装置自身信息（软件版本号、运行指示状态等）
可读写模拟量（保持寄存器） 装置定值、装置参数（IP地址、时间等）、调试参数（调零调精的标幺值等）
对装置内部通信数据的分析是为了更好地将相关的应用功能与MODBUS协议的功能码
进行合理的映射。根据数据类型，使用到的功能码有0x02，0x03,0x04,0x0F，0x10，将内部通信数据的应用功能与MODBUS功能码进行合理映射，如表2所示。
0x02 读告警信息，读压板投退状态，读异常状态等
0x03 读装置定值、读装置参数（IP地址、时间等）、读调试参数（调零调精的标幺值等）
0x04 读交流采样数据（A、B、C三相电压和电流、有功功率、武功功率、系统频率等），读通道数据，读事件信息（启动或动作事件、通道异常录波等），读装置自身信息（软件版本号、运行指示状态等）
0x0F 写调试命令（开出传动命令、自动调零调精命令、打印命令等）
0x10 写装置定值、写装置参数（IP地址、时间等）、写调试参数（调零调精的标幺值等）采用串口MODBUS通信协议实现触摸屏和与稳定控制功能模块的通信，触摸屏作为主机，
稳定控制功能模块作为从机。每次通信都是触摸屏发起请求，稳定控制功能模块对收到的数据进行响应。触摸屏本身支持MODBUS协议，稳定控制功能模块需实现支持MODBUS协议的通信程序。为了在较短的时间内尽可能扩大数据传输量，采用MODBUS协议的RTU传输模式。
T1 = 11 * 1 / 9600 = 1.14583ms。
为假，直接返回；如果为真，再判断正在接收数据的标志recv_flag。若recv_flag为1，说明有数据正在接收，重置recv_flag为0，同时设置帧结束标志frmae_end为1，表示已经有一帧数据已经接收好，可以供数据处理及发送模块使用；否则直接设置帧起始标志frame_start为1，串口中断子模块检测到此标志则准备接收一帧新的数据。
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