基于Modbus/TCP的电容式扭矩传感器数据采集系统设计

扭矩传感器通常安装于机械设备的旋转关节处,用于扭矩的测量。电容式扭矩传感器需要配备专门的数据采集系统才能使用,且数据采集系统的性能直接影响传感器的精确测量。针对实验室自主研制的电容式扭矩传感器的应用需求,设计了一种基于Modbus/TCP协议的数据采集系统。系统以STM32为主控芯片,通过控制电容数字转换芯片AD7147实现电容信号采集与转换,然后由W5500以太网芯片将数据上传到自主开发的上位机软件中进行处理、显示与存储。实验测试表明:系统最大测量误差为1.47%,数据输出频率为1000 Hz。

多参数水效在线检测系统的设计

设计了一种多参数模块化水效在线检测系统。取水和循环模块实现自动取水和循环;水效检测模块实时检测pH、电导率、浑浊度、硬度等水效参数和温度、压力、流量计等管路参数;数据处理模块对上述数据进行转换和分析。数据通信方式采用Modbus通信协议。检测机构通过上位机直观地了解用水产品水效情况,实现对目标水效的实时监控。所设计的多参数水效在线检测系统为用水产品水效检测提供了一个良好的解决方案。

基于Modbus RTU协议的多传感器数据采集系统设计

文中在现有的电解加工机床上研发一套数据采集系统。该系统由传感器、数据采集模块和上位机等组成。数据采集模块以STM32F103RCT6微控制器为核心,通过4个RS485接口采集多个传感器数据,并通过RS232将采集到的数据发送至上位机,使用Modbus RTU协议以报文格式进行数据传输。使用C#语言在Visual Studio开发环境下进行上位机的软件编写和界面设计,可以实时显示、保存传感器数据,对传感器数据具备限位报警、状态判断、故障监测等功能。测试结果表明:该系统运行稳定,数据采集效率高,数据传输正确。

基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统

设计基于SCADA-DCS通讯技术的油气开采数据自动化采集与控制系统。系统以SCADA服务器为上层监控服务器,通过与井站现场仪器仪表实时通信,监控整个开采过程。当油气缓冲罐液位越限时,SCADA服务器自动下达指令至原油处理站DCS,启动基于智能PID的油泵控制器,调节油泵变频器,控制油气液位不溢出。系统使用SCADA-DCS通讯技术的MODBUS通信协议,并根据通信中断优先级分配方法,确保对中断处理时间要求高的通信请求能实时响应。实验结果表明,该系统能提升油气液位控制和紧急信息通讯效率。

高温承压破碎机械控制系统设计和应用

为了实现高温承压破碎机械的连续运行,采用理论设计和模拟验证的方式,开发了一种新架构的电气控制系统;针对某石化项目工艺配置情况,将常规“一控一”防爆电气控制柜置于现场的形式,升级为“一控多”方式,并放置于安全区域,有效减小安全风险、减少成本、实现集中控制;控制系统采用西门子最新的PLC1517H冗余CPU,并通过冗余方式与分布式I/O进行通信;通过模块化编程、UDT结构、永久区域等方法,使编程、组态更加准确高效;采用安全可靠的MODBUS RTU与中控系统实现通信,使其可以监控设备的运行状态;通过现场运行反馈,控制系统保证了设备稳定、可靠的运行,操作、维护便利性较佳。

基于Modbus通讯协议的PLC运动控制研究

在基于Modbus通讯协议的PLC运动控制系统中,PLC作为主站,通过Modbus协议与从站设备(如变频器、电机控制器等)进行通讯。探讨了如何在上位机工控软件中通过Modbus通讯协议与PLC运动控制器及PLC输入输出模块进行数据交换以及逻辑程控。

基于LabVIEW和PLC的Modbus RTU通信的RMR水下泵组监控系统设计

泵组是深海钻探中RMR的重要设备,通常安放在深水中,为了实现在船舶甲板操控房中便捷地掌握泵组运行情况及工作参数,本文设计了一套RMR水下泵组监控系统。该系统的硬件包含水下测控单元、脐带缆和甲板监控单元3部分,分别承担收集泵组工作参数与工作画面、为泵组供电与传输信息、显示和控制泵组工作参数等功能。使用光端机与脐带缆可实现信号远距离传输;水下测控单元采用两台相同规格的PLC,具有模块化设计的优点。该系统的上位机采用LabVIEW软件进行编程,具有操作简单,人机界面友好等优点;下位机采用Easybuilder软件对PLC进行编程,具有库函数强大、可读性好等优点。上位机与下位机通过标准Modbus RTU协议进行通讯。该系统进行软硬件联调测试,上位机能够正常读取、显示下位机外部设备的数据,控制下位机外部设备的开关、启停与通断,表明该系统能够很好地满足RMR水下泵组监控需求,同时该系统还具有可扩展性等优点。

矿井吊盘稳车的APP远程监控系统设计

思山岭矿井吊盘稳车的工作环境复杂,其监控终端的便携性是一个亟待解决的问题。针对这一挑战,本项目采用三菱FX3U系列PLC作为控制核心,它具备高速的处理能力、强大的控制能力以及稳定的性能,十分适合对复杂环境中的稳车进行控制与监控。为了实现远程监控,采用Modbus TCP通讯协议与PLC进行通讯,确保了数据传输的准确性和实时性。同时,引入多种传感器采集稳车设备的关键参数数据,如压力、速度、深度等,为监控提供全面的数据支持。为了方便矿井工作人员随时随地灵活地监控,本文采用Java编程语言开发APP端服务器环境以及一款Android APP,实现实时显示稳车设备的各项工况数据,并进行及时预警。该监控系统实现了对矿井稳车集成系统的灵活远程监控,进一步提高了稳车设备工作效率,降低了运维成本,同时,为矿井稳车集成系统的稳定性与安全性提供了有力保障,为矿井的安全生产提供了重要的技术支持。

负离子源中性束注入器智慧能源管理系统设计

为保障负离子源中性束注入(NNBI)系统用电的电能质量和稳定性,设计一套智慧能源管理系统。该系统以西门子PLC及分布式I/O系统为控制核心,通过对供配电系统各回路状态监控,基于Modbus通讯协议与多功能表的信息交互,实现对用电系统能耗监测及管理。通过可视化人机交互界面设计,为实验运行人员提供直观便捷的系统状态诊断工具。该系统具备一定的兼容性和扩展能力。相关台面测试表明,智慧能源管理系统运行稳定,控制可靠,能满足供配电系统的智能化管理和监测需求。

Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现

介绍了Modbus通讯协议在西门子系列PLC控制系统中的软件实现方法。由于西门子系列PLC并不提供对Modbus协议的支持,因此在工程应用遇到需要使用Modbus与其他设备通讯时存在盲点;所介绍的方法能够快速有效地实现Modbus协议通讯,为用户连接更多的现场设备提供有力支撑。

虚拟I/O模块在DCS以太网通信接口模块上的实现

为减少硬件模块的重复开发,在保留原DCS软硬件系统架构不变的基础上,在以太网通信接口模块硬件上虚拟不同的I/O模块。虚拟I/O模块与硬点I/O模块具有一致的输入、输出及参数属性,且组态方式和产物格式一致。同一以太网通信模块上可在不同的虚拟I/O槽位上配置不同的虚拟I/O模块,如Modbus TCP虚拟I/O模块和GOOSE虚拟I/O模块,进而在同一硬件实现不同的通信功能。虚拟I/O模块的使用一方面减少了DCS系统硬件模块的种类,简化备品备件,另一方面也提高了通信扩展的灵活性和便利性。

天然气流量计介质组份发布装置研究

本文提出了一套天然气流量计介质组份发布装置,可针对流量计算机的组份数据参数,动态配置数据类型、从机地址、字节顺序、读写权限,并映射到OCS的%R类本地寄存器,并通过GRM230智能网关实现组份数据的实时网页发布,解决了天然气计量组份数据难于发布部署的难题。本文还详细介绍了OCS可编程控制器作为主机采集流量计算机天然气组份数据,作为从机连接智能网关的配置;进一步阐述了GRM230智能网关设备连接、变量编辑、报警设置、网页发布、密码权限管理及主/从机通讯连接的配置过程。该装置实现了天然气介质组份数据的实时采集和发布,有效提升了现场天然气计量的工作效率。

基于Modbus TCP协议的计算机与PLC的通信

简要介绍了Modbus TCP协议。研究了基于Modbus TCP协议实现上位机和PLC通信的方法。PLC选用台达DVP-12SE型机,上位机采用Visual C++6.0编程,向PLC发送Modbus TCP命令,与PLC进行信息交换。给出端口初始化、发送数据和接收数据等各部分程序代码。该方法为进一步开发PLC监控系统提供了有价值的参考。

基于数字孪生的叶菜立体种植教学实验设备设计

本文根据立体种植驱动机构控制和日常生产任务要求,设计分布式控制系统,采用Mega2560作为现场控制器,通过两路485总线连接温湿度传感器、PLC,以及远程透传模块。以Modbus通信实现现场参数采集及驱动控制通信;并将现场参数及驱动状态组成孪生数据,与远程终端通信,实现远程终端动画和现场设备动作同步、远程终端界面调控现场设备的功能,达到虚实同步、以虚控实的数字孪生效果,满足农业电气化及其自动化专业的实验要求。

串口设备服务器在水厂流量计量系统中的应用

本文主要介绍串口设备服务器的通信功能,以及串口设备服务器在水厂生产过程中对流量监测的应用。串口设备服务器在水厂中应用中可以实现上位机读数与现场仪表测量值一致,提高水厂信息化管理水平;通讯线路敷设简单,既降低生产成本;又能减少设备故障发生可能性,提高工作效率和生产安全性。实际应用表明,该系统运行稳定可靠,安装维护简单方便,为水厂流量监测系统提供了一种较好的选择方案。

基于Modbus协议的湿度检定系统设计

为了提高湿度计量的工作效率和数字化安全管理水平,设计了一种基于Modbus协议的湿度检定系统。该系统依托Modbus RTU协议模式、精密露点仪数据格式和Agilent34401A数字万用表可编程仪器的标准命令协议,实现了湿度发生器自动控制,提高了检定效率和数据安全性。湿度检定系统检定结果的扩展不确定度为1.3%。采用测量仪器特性评定和传递比较法对系统测量结果进行验证,测量结果均验证通过,表明系统可进行业务化应用。

基于LoRa无线通信的电子脉冲拦鱼器设计

针对传统拦鱼器拦截面积有限、智能化水平低等问题,研制了一种基于LoRa无线通信的电子脉冲拦鱼器。该拦鱼器使用Modbus RTU协议实现一主多从间高速、长距离无线通信,用户可根据不同水产养殖面积灵活选用机组个数、脉冲频率和脉冲宽度等参数,以适应不同水体中不同鱼类产生回避反应的能力。主机发送时序指令控制从机轮流产生两路反相带死区控制的PWM方波,控制IGBT进行快速换向,不仅效率高、安全可靠、耗能低,而且噪声小,符合当前绿色环保理念;同时利用LoRa无线通信的优势,在PLC上配备电导率、溶氧、pH和温度等传感器,可实时监测各从机点的水质信息,对用户水产养殖起到很好的辅助作用。此外,基于C#环境开发出基于物联网的智慧养殖平台,可实时监控拦鱼器的工作状态和各测点水质信息并进行故障预警。该电子脉冲拦鱼器,脉冲频率为3~12 Hz,脉宽为0.6~1.2 ms,比可控硅节电达60%,且植入了“物联网+渔业”的新观念,实现了手机或计算机远程控制。研究表明,该电子脉冲拦鱼器具有自动化、智能化、网络化等特点,能够适用于各类水产养殖的拦鱼作业。

Modbus TCP协议安全风险分析及对策研究

工业互联网作为新一代信息技术与工业系统深度融合的产物,正推动着工业生产方式的变革。然而,工控网络协议在设计之初因注重效率提升和功能实现忽视了一些安全性问题,加之应用中的安全漏洞和异常行为,导致其存在严峻的安全隐患。文章介绍了工业互联网的发展背景、趋势和工控网络协议特点,分析了当前应用最广泛的典型工控网络协议Modbus TCP的安全风险,研究了数据加密、数据完整性检测、身份认证及异常入侵检测等安全对策,提出一套Modbus TCP协议安全方案。该方案包含采用AES算法和RSA算法的数据加密和解密模块、采用SM3算法的数据完整性检测模块、采用动态口令认证技术的身份认证模块和基于数据特征的异常入侵检测系统,同时引入PKI进一步加强工控系统的安全性,为其他工控网络协议的安全防范提供借鉴和参考。

基于快速原型化的小型涡喷发动机起动过程控制

为快速验证小型涡喷发动机起动过程控制规律,基于快速原型化技术搭建了半物理试验平台。设计了快速原型试验系统整体架构,对控制系统的软硬件设计和智能节点的工作原理进行了说明,使用Speedgoat Mobile实时目标机作为电子控制器,以STM32为核心设计智能节点,选用Modbus协议对信号进行编码,实现电子控制器和智能节点之间的数据通信。针对小型涡喷发动机的起动过程设计了一种控制规律,利用自动代码生成技术生成电子控制器可执行程序,部署到实时目标机中,完成了起动过程控制规律的试验验证。仿真结果表明,电子控制器和智能节点通信正常,工作可靠稳定,起动过程平稳迅速、不熄火、不超温、不超转,提出的快速原型化控制技术能够有效地缩短开发周期,具有良好的工程实用价值。

基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计

根据墨西哥某城市地铁指挥控制系统的设计需求,列车自动监控(ATS)系统与频移键控(FSK)系统之间数据交互采用网络接口,基于Modbus/TCP协议实现相应的以太网通信。为此提出基于Modbus/TCP协议的ATS与FSK系统间通信接口设计方案:利用Modbus/TCP协议的扩展灵活性,在传统Modbus/TCP协议的基础上进行扩展,实现ATS与FSK系统间的模拟列控信息、列车检测信息、FSK传输配置信息、网络配置信息的安全可靠传输;为了高效便捷地将从网口接收的信息解析后传输给FSK系统,选择在ARM/Linux+FPGA平台上实现通信接口。测试验证结果表明:该通信接口设计方案结构清晰且方便移植,能够正确有效地实现ATS与FSK系统间通信。