隨著工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)采集與實(shí)時(shí)監(jiān)控已成為提升生產(chǎn)效率、降低設(shè)備故障率的核心手段。Modbus作為一種被廣泛應(yīng)用的通信協(xié)議，憑借其開放性、簡易性以及可靠性，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。而工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)作為數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵橋梁，能夠?qū)崿F(xiàn)ModbusRTU與ModbusTCP協(xié)議之間的數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換，為監(jiān)控系統(tǒng)提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持。

一、Modbus網(wǎng)關(guān)的功能概述

物通博聯(lián)推出的工業(yè)智能網(wǎng)關(guān)支持接入PLC、儀器儀表、傳感器、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)Modbus、OPCUA、CJ188、IEC104等協(xié)議接入，并通過5G/4G/WIFI/以太網(wǎng)等方式對接到云平臺或上位機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障告警、在線管理、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程維護(hù)和數(shù)據(jù)分析等功能。

（一）協(xié)議轉(zhuǎn)換

網(wǎng)關(guān)能夠?qū)odbusRTU協(xié)議無縫轉(zhuǎn)換為ModbusTCP協(xié)議，反之亦然。這種雙向轉(zhuǎn)換機(jī)制確保了不同Modbus協(xié)議體系之間的兼容性，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高效傳輸。

（二）數(shù)據(jù)采集

通過網(wǎng)關(guān)采集的數(shù)據(jù)可被集成至上位機(jī)或云平臺，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中化管理與統(tǒng)一監(jiān)控，使得企業(yè)能夠?qū)Ψ植荚诓煌瑓^(qū)域的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，為生產(chǎn)決策提供全面的數(shù)據(jù)支持。

（三）安全性與可靠性保障

網(wǎng)關(guān)支持TSL/SSL加密、用戶名密碼和證書認(rèn)證接入、多重的軟硬件看門狗以及密鑰加密等多種安全功能，有效保障了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性與完整性，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。

二、數(shù)據(jù)采集流程

（一）設(shè)備連接

首先，網(wǎng)關(guān)需要與Modbus設(shè)備建立穩(wěn)定的物理連接。對于ModbusRTU設(shè)備，通常采用RS-232或RS-485串口進(jìn)行連接；而對于ModbusTCP設(shè)備，則通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行連接。在連接過程中，需確保網(wǎng)關(guān)與設(shè)備之間的通信線纜安全可用，同時(shí)通信參數(shù)設(shè)置準(zhǔn)確無誤，包括波特率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位等。

（二）網(wǎng)關(guān)參數(shù)配置

在完成設(shè)備連接后，需在網(wǎng)關(guān)的配置軟件中進(jìn)行一系列參數(shù)設(shè)置。這些參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（如IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)地址等）、串口參數(shù)以及Modbus協(xié)議相關(guān)參數(shù)（如設(shè)備地址、功能碼、寄存器地址等）。根據(jù)設(shè)備的通信協(xié)議和實(shí)際應(yīng)用需求，合理設(shè)置這些參數(shù)，是確保網(wǎng)關(guān)能夠準(zhǔn)確采集設(shè)備數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。

（三）數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換

配置完成后，網(wǎng)關(guān)開始實(shí)時(shí)采集Modbus設(shè)備的數(shù)據(jù)。對于ModbusRTU設(shè)備，網(wǎng)關(guān)將接收到的串行數(shù)據(jù)解析為Modbus協(xié)議的數(shù)據(jù)包；對于ModbusTCP設(shè)備，網(wǎng)關(guān)則直接接收TCP/IP數(shù)據(jù)包。隨后，網(wǎng)關(guān)根據(jù)預(yù)設(shè)配置將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的格式（如ModbusTCP或ModbusRTU），并準(zhǔn)備將其發(fā)送至監(jiān)控系統(tǒng)或上位機(jī)。

（四）數(shù)據(jù)傳輸與監(jiān)控

轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)或上位機(jī)。在監(jiān)控系統(tǒng)中，用戶可以直觀地查看和分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及數(shù)據(jù)。監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示、報(bào)警以及深度分析，幫助用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障和異常情況。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)還支持對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能化、自動(dòng)化運(yùn)行。

三、應(yīng)用場景

（一）工業(yè)生產(chǎn)管理

網(wǎng)關(guān)可與PLC、DCS、SCADA等控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無縫連接，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)管理員提供決策依據(jù)，助力生產(chǎn)過程的優(yōu)化與控制。

（二）智慧能源監(jiān)控

通過網(wǎng)關(guān)，可對用電設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，實(shí)時(shí)采集電表、水表等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能耗的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理，為電力系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

（三）環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)

網(wǎng)關(guān)可與各類傳感器連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)、氣象、墑情等環(huán)境參數(shù)，為環(huán)保部門提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持和執(zhí)法依據(jù)，推動(dòng)環(huán)境保護(hù)工作的有效開展。

審核編輯 黃宇