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應用設計

modbus設備數據轉IEC104

仰科onker

2025/10/27 13:58:59

一、案例說明

1. 設置網關采集Modbus設備數據

2. 把采集的數據轉成IEC104協議轉發給其他系統。

二、 VFBOX網關工作原理

VFBOX網關是協議轉換網關，是把一種協議轉換成另外一種協議。網關可以采集西門子，歐姆龍，三菱，AB PLC，DLT645，DLT698電表，modbus rtu tcp，環保的HJ212協議，opc ua和opc da，電力的IEC103 IEC104， IEC61850等，以及EthernetIP，Profinet IO，CCLink，EtherCAT現場總線協議，bacnet，MQTT，mysql，sqlserver數據庫。不同型號的網關支持不同的協議，具體支持的協議參考網關側面標簽上的型號。依托500多種型號的網關產品，可以實現多種不同協議之間的互聯互通。

網關連接在不同協議的設備之間，就像一個“翻譯”，把一種設備支持的協議，轉換成另一種設備支持的協議，從而實現兩個不同協議的設備之間的數據交換。工作架構如下：

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三、準備工作

1. VFBOX網關。支持采集modbus設備數據，IEC104協議轉發。

2. 電腦。IP設置成192.168.1.198，和網關在同一個網段。

3. 網線、12V電源。

4. Modbus從站設備。本文用一個溫濕度傳感器進行測試。

四、設置網關采集modbus從站數據

1. 硬件連接。首先確認設備的接口是RS232還是RS485接口。并按如下的方式進行連接。

接口類型	設備	網關
RS232接口	RX	COM1-TX
	TX	COM1-RX
	GND	COM1-GND
RS485接口	A	COM1-A
	B	COM1-B

2. 在電腦上打開VFBOX Studio配置軟件。新建工程，選擇對應的設備類型。設備類型查看設備背面的標簽。可選的型號有：VB301-1100，VB301-1200，VB301-1400，VB302-2400，VB303-2400.

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3. 點擊新建設備，選擇modbus RTU驅動。

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4. 輸入設備名稱，自己定義設備名稱。

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5. 輸入和設備相同的串口參數。比如，設備的波特率是9600，則下面的對話框也選擇9600.

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6. 增加要采集的數據。輸入數據的數據類型和寄存器地址。

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7. 填寫說明。在添加“地址”的時候需要對modbus的通信指令有一些了解，這里面有一些默認的規則。可先查看設備的說明書，找到要讀取的地址。然后通過對比下表進行設置。

數據區	功能說明
0X Digital Coils	數據類型：Boolean 讀寫：可讀寫寄存器地址：00001-09999（10進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：01H 05H 0FH
1X digital Inputs	數據類型：Boolean 讀寫：只讀寄存器地址：10001-19999（10進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：02H
3X Analog Inputs	數據類型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫：只讀寄存器地址：30001-39999（10進制），協議地址：0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：04H
4X Holding Registers	數據類型： 1 Register: short word 2 Register: Long Dword float 4 Register: LLong Qword Double 讀寫：可讀寫地址范圍：40001-49999（10進制），0000H-270FH（16進制）對應的功能碼：03H 06H 10H

其他說明：

1. 地址可填寫5位或者6位的地址長度。

2. 如果設備的地址是從0開始，則設置網關時地址加1。

3. 地址是10進制。

舉例1：假設要讀取的地址是40015，數據類型是float，地址從0開始，則查看上表，40015對應的數據區是“4X Holding Registers”，且數據類型是float，則數據區選擇“4X Holding Registers（2 Registers）”，設備地址從0開始，則在網關里配置為40016，配置如下：

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舉例2：假設讀取數據的功能碼是03，地址是0x39，地址從1開始，數據類型是double。查看上表可知，03功能碼對應的數據區是“4X Holding Registers”，數據類型是double，則數據區選擇“4X Holding Registers（4 Registers）”，地址是0x39，轉換成10進制是57，則設置如下：

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8. 設置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網關里。

9. 點擊菜單“查看數據”，查看網關采集到的數據。

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10. 如果顯示的數據和實際不匹配，可能是字節順序要調整。在下面的窗口中可以修改波特率，掃描間隔，通訊超時，字節順序等參數。

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11. 數據類型

網關支持多種數據類型，用戶在添加的時候可以根據采集到數據選擇對應的數據類型。不同的設備可能有不同的數據類型名稱，可對應選擇。

Boolean	位，布爾變量。變量存儲為 8 位（1 個字節）的數值形式，但只能是True 或是 False。
Char	有符號數，有負數。占用一個字節，8位。
Byte	無符號數，占用一個字節，8位。
Short	有符號短整型。有負數。長度2個字節，16位。
Word	無符號的短整型，長度2個字節，16位。
Long	有符號長整型，有負數。長度4個字節，取值范圍為：-2^31 ~ (2^31 -1)。
DWord	無符號的長整型，且占4個字節，32位。
Float	單精度浮點型數據，長度 4 個字節，包括一個符號位、一個 8 位二進制指數和一個 23 位尾數。浮點型轉換成10進制數據的時候請注意字節順序問題。在不同的設備中字節順序不同，有4種不同的字節順序：1234、4321、3412、2143。網關在轉發浮點型數據的時候，不對字節順序進行調整，所以在轉換的時候請參考被采集設備的浮點數順序。
LLong	LLong是長度為8個字節的有符號整數。有負數。
Qword	Qword是長度為8個字節的無符號整數。
Double	雙精度浮點(double)型，占8 個字節（64位）內存空間。

五、啟用IEC104協議轉發數據

1. 啟用IEC104服務

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2. 參數說明。

參數	說明
啟用	Yes，啟動104功能
端口	2404。網關偵聽端口，使用默認即可。
公共地址	11，可修改
最大幀長度	249，使用默認即可
周期上報間隔	單位是秒。0是不定期上報。周期定時上報。
歸一化數據類型	Float，使用默認即可
上報變化精度	數據變化超過設定程度后，立即上報。周期上報的設置不影響變化上報。

3. 添加要轉發的數據。

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類型	說明
DI-SinglePoint	遙信 - 單點。地址范圍：1-16384（十進制）
AI-MeasuredValueShot	遙測 - 短浮點。地址范圍：16385-20480
DO-SigleCommand	遙控 - 單點。地址范圍：24577-24832
AO-SetpointCommandShort	遙調 - 短浮點。地址范圍：25089-25600
AI-MeasuredValueNormalized	遙測 - 歸一化
AO-SetpointCommandNormaliezed	遙調 - 歸一化
COUNTER-IntegratedTotals	遙脈 – 電度量

4. 修改點位地址信息。推薦先添加一個點位，然后手動把點位地址修改成自己需要的，然后在添加后續的點位，后續的點位會在此地址上依次累加。

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5. 設置完成后，點擊菜單“下載”，把工程下載到網關中。

六、測試網關的104功能

1. 在電腦上打開PMA軟件，選擇菜單欄“文件—協議配置—IEC870-5-104規約”，從站IP為網關IP地址，主站IP為電腦IP，公共地址與VS軟件中配置一致。

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2. 選擇菜單欄“運行模式—模擬主站”

3. 選擇菜單欄“端口配置—連接”。然后選擇菜單欄“IEC104主站控制—更多報文發送”，TI選擇100，點擊“發送”。

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4. 可在消息框中收到網關返回的數據。

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七、網關通過4G連接104平臺

1. 網關通過4G連接104平臺，則網關作為socket的客戶端，此時需要開啟如下的“to Cloud”功能

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選項	說明
兩個啟用	都設置成Yes
端口	2404.默認，不能修改。
遠程服務器IP和端口	填寫104平臺的IP和端口
注冊幀	網關和平臺建立連接后，發送的注冊幀數據。填寫16進制數據。如填寫 31 32 33 34 35 36。則網關和平臺建立連接后，會發送字符串“123456”給平臺。