[发明专利]一种基于MODBUS总线的多主站令牌调度装置、通信方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于MODBUS总线的多主站令牌调度装置，具有第一接口、第二接口和控制器，所述第一接口与主站连接，所述第二接口通过总线与从站和其它令牌调度装置连接，所述控制器存储有第一地址信息配置表和第二地址信息配置表，所述第一地址信息配置表包括从站参数、自有协议地址和固定广播地址，所述第二地址信息配置表包括其余各令牌调度装置的自有协议地址；所述控制器被配置为通过预设令牌轮转方式来依次获取MODBUS总线控制权并连通对应主站进行通讯。通过多主站令牌调度装置的令牌调度机制，实现了MODBUS总线多主站通讯。

技术领域

本发明涉及网关技术领域，尤其涉及一种基于MODBUS总线的多主站令牌调度装置、通信方法和系统。

背景技术

MODBUS-RTU总线是工业领域全球最流行的通用工业标准协议之一，它可应用于各种数据采集和过程监控。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485设备。许多工业设备，包括PLC、DCS和智能仪表等都在使用MODBUS-RTU总线。MODBUS-RTU总线通讯使用主从技术，即在一条MODBUS-RTU总线上仅允许存在一个主站点与多个从站点间进行数字通信，MODBUS-RTU总线的这种主从通讯协议决定了在任何时刻只能存在一个主站进行数据采集。目前，在MODBUS-RTU总线实际应用中，多主站多波特率的应用需求已经越来越多，目前广泛使用的是在总线上增加一个通讯转换器，所有主站通过独立的MODBUS-RTU接口接入通讯转换器，通讯转换器再通过一个MODBUS-RTU接口连接所有从站，通讯转换器通过统一调度实现MODBUS-RTU总线多主站通讯。

但是这类通过使用通讯转换器来实现多主站通信存在有以下缺点：每个主站都需要接入同一个通讯转换器，当主站距离较远时，会导致安装不方便和布线困难；同时每个主站均需要接入该通讯转换器上的独立的MODBUS-RTU接口，主站接入数量受到接口数量的限制；而新增或减少主站，都需要更改通讯转换器的配置，这将会对总线通讯数据造成影响，不能实现无扰；另外当通讯转换器出现故障时，整条总线都会出现故障，系统可靠性低。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种基于MODBUS总线的多主站令牌调度装置，具有第一接口、第二接口和控制器，所述第一接口与主站连接，所述第二接口通过总线与从站和其它令牌调度装置连接，其中所述控制器存储有第一地址信息配置表和第二地址信息配置表，所述第一地址信息配置表包括从站参数、自有协议地址和固定广播地址，所述第二地址信息配置表包括其余各令牌调度装置的自有协议地址；所述控制器被配置为通过预设令牌轮转方式来依次获取MODBUS总线控制权并连通对应主站进行通讯。

优选的，所述控制器被配置为根据预设令牌轮转方式从第二地址信息配置表中获取下一接收令牌的令牌调度装置的自有协议地址并转发令牌。

优选的，所述控制器被配置为在监听到第二地址信息配置表内无本令牌调度装置的自有协议地址时，将本令牌调度装置的自有协议地址进行补录并通过所述固定广播地址进行转发。

优选的，所述第一接口和第二接口为COM口。

本发明还公开了一种基于MODBUS总线的多主站通信方法，用于令牌调度装置，所述令牌调度装置通过第一接口与主站连接，通过第二接口接入MODBUS总线，该方法包括：

S1，根据第一地址信息配置表和第二地址信息配置表进行参数配置参数，所述第一地址信息配置表包括从站参数、自有协议地址和固定广播地址，所述第二地址信息配置表包括其它令牌调度装置的自有协议地址；

S2，在监听到根据自有协议发送的令牌帧后，获得MODBUS总线驱动权；

S3，判断是否需转发主站命令，如是则从第一地址信息配置表中获取所需从站参数来初始化第二接口后转发给从站；

S4，根据预设令牌轮转方式从第二地址信息配置表中获取下一令牌调度装置的自有协议地址后进行令牌轮转。