基于Modbus协议的数据采集系统上位机仿真软件设计

《电气开关》 ( 2 0 1 3 . N o . 4 )

文章编号： 1 0 0 4— 2 8 9 X( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 0 4 4— 0 4

基于 M o d b u s协议的数据采集系统上位机仿真软件设计高旭彬(中国煤炭科工集团太原研究院，山西 太原摘

0 3 0 0 0 6 )

要：为适应煤矿采掘设备多功能一体化、智能化的发展，建立了一种基于 Mo d b u s通信的数据采集系统。针

对数据采集系统难以脱离整机调试，且通信数据不直观的特点，开发设计了上位机仿真软件，为数据采集系统调试、检验提供了便捷的手段。

关键词：传感器；数据采集； Mo d B u s协议；通信网络中图分类号： T P 2 1 2 文献标识码： B

Ho s t Co m pu t e r S i mu l a t i o n S o f t wa r e De s i g n o f t h e Da t a Ac q ui s i t i o nS y s t e m Ba s e d o n Mo db u s Pr o t o c o lG A0 . b i n

( T a i y u a n I n s t i t u t e o f C C T E G, T a i y u a n 0 3 0 0 0 6, C h i n a )Abs t r a c t: T o me e t t h e d e v e l o p me n t o f mu h i f u n c t i o n a l i n t e g r a t i o n a n d i n t e l l i g e n c e o f c o a l mi n i n g e q u i p me n t, t h e d a t aa c q u i s i t i o n s y s t e m b a s e d o n Mo d bu s p r o t o c o l i s d e s i g ne d. F o r da t a a c q ui s i t i o n s y s t e m i s d i f ic f u l t t o d e b ug f r o m t h e ma— c h i n e, a n d t h e c o mmu n i c a t i o n d a t a i s n o t i n t u i t i v e, h o s t c o mp u t e r s i mu l a t i o n s o f t wa r e i s d e s i g ne d. I t p r o v i d e s a c o n v e n i e n t

me a n s

f o r t h e d a t a a c q u i s i t i o n s y s t e m d e b u g g i n g a n d t e s t i n g .

Ke y wo r ds: s e n s o r; d a t a a c q u i s i t i o n; Mo d b u s p r o t o c o l; c o mmu n i c a t i o n n e t wo r k

1 引言煤矿采掘设备往往需要设置大量的传感器用于检测设备状态，例如各电机的状态参数——电压、电流、 绕组温度、转速等；整机的姿态信息——截割头位置信息、回转盘旋转角度等；液压系统参数——实时压力

基于此我们开发设计了基于通信方式传感器数据采集系统，以经济可靠的方式实现对设备状态的检测。

2数据采集系统基于 Mo d b u s通信协议的数据采集系统独立完成

值、油位、油温等。这些信息为电控系统进行保护和控制提供必要的数据支撑，保证设备可靠稳定地运行。 另外，煤矿采掘设备多功能一体化、智能化的发展，使得需要检测的信息进一步增加。为提高掘进机

数据采集、处理任务，并以通信方式将各传感器数据发送给电控设备。系统主要由一台隔离器和多台采集器组成。隔离器负责本安供电和通信信号防爆型式的转

单机成巷速度和安全生产能力 J,有的主机集成了机载锚钻系统、机载临时支护系统、机载除尘系统等，相应的电气、液压回路数量及状态检测内容大大增加。

换；采集器为本安设备，连接各种传感器，实时采集各传感器信息，并将 4~ 2 0 m A、 1~5 V、 1~5 k H z、逻辑电平等信号转换为数据信息，供电控箱控制器读取。多台采集器共享 R S 4 8 5通信总线，以地址区分，电控箱和 采集器组成基于 M o d b u s通信协议的主从通信网络。 这种基于通信方式的数据采集方式与传统的电控箱集中采集方式相比，大大减少了电控箱引入装置数

在智能化程度较高的重型掘进机上，断面监视、姿态调整、记忆截割等功能也已陆续实现 I 4 J。这些功能的实现同样离不开各种底层传感器的支持，没有水平姿

态、油缸行程等信息，设备便无法“感知”自身位置及动作量，也无法正确进行姿态调整。

量及尺寸，降低了电控箱控制器硬件开销，电控箱接线工作量小且易于维护，优化了电控系统的设计。支持标准的 Mo d b u s通信协议也便于控制器软件集成。