[发明专利]一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法

摘要

本发明公开了一种利用MODBUS通信协议实现人机交互的电网安全稳定控制装置及其方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本装置包括稳定控制功能模块和人机界面模块，稳定控制功能模块用于实现电网安全稳定控制功能，人机界面模块用于实现监控界面所有的数据显示和修改功能，人机界面模块为支持串口MODBUS通信协议的触摸屏，稳定控制功能模块与触摸屏间通过RS485连接，数据传输采用串行链路MODBUS传输模式。数据传输时，通过初始化、数据接收和数据处理及发送3个步骤实现。与现有技术相比，本发明克服了传统稳控装置人机界面的缺点，提高了人机界面的美观性和操作方便性，有效节约了开发和维护的成本。

主权项

一种利用MODBUS通信协议实现电网安全稳定控制装置中人机交互的方法，其特征在于，将电网安全稳定控制装置分为“稳定控制功能模块”与“人机界面模块”，所述稳定控制功能模块用于实现电网安全稳定控制功能，所述人机界面模块为支持串口MODBUS通信协议的触摸屏、用于实现监控界面所有的数据显示和修改功能，稳定控制功能模块与触摸屏间通过RS485连接，数据传输采用串行链路MODBUS传输模式；数据传输时，稳定控制功能模块与触摸屏之间的各类通信数据与MODBUS协议的功能码相互映射，采用MODBUS协议的RTU传输模式进行数据传输；所述采用MODBUS协议的RTU传输模式进行的数据传输包括以下步骤：1）初始化：完成通信的波特率设置、数据接收的串口中断和定时器设置，将全局变量Num初始化为0，所述全局变量Num用于计算字符接收时间间隔T；2）数据接收：包括串口接收中断和定时器中断两个过程，每接收一个字节就进入一次串口接收中断过程以接收数据，在数据接收中定时进入定时器中断过程判断MODBUS一帧数据的起始与结束；其中，串口接收中断过程为：首先将全局变量Num置为0，然后判断帧起始标志frame_start是否为1；如果frame_start为1，说明此次接收的数据是一帧新的数据起始，置正在接收数据标志recv_flag为1，同时将frame_start重置为0；如果frame_start不为1，说明此次接收的字符不是新的数据帧起始，然后判断T<1.5*T1的正确性，如果T<1.5*T1为真，说明此次接收的数据是正在接收数据帧的正常数据，存储接收到的数据，如果T<1.5*T1不为真，则不保存此次接收到的数据，重新设置帧的起始标志frame_start为1；定时器中断过程为：首先将全局变量Num加1，然后检测T>3.5*T1的正确性，如果为假则直接返回，如果为真，再判断正在接收数据的标志recv_flag是否为1，若recv_flag为1，说明有数据正在接收，重置recv_flag为0，同时设置帧结束标志frmae_end为1，表示已经有一帧数据已经接收好，供数据处理及发送步骤中使用，若recv_flag不为1直接设置帧起始标志frame_start为1，串口接收中断过程检测到此标志则准备接收一帧新的数据；上述T为字符接收时间间隔，等于Num乘以定时器定时时间间隔的值，定时器定时时间间隔在初始化步骤中设置；T1为根据波特率计算出的1个字符的传输时间；3）数据处理及发送：判断信息帧要求实现的功能，并给触摸屏回复信息，当检测到frmae_end为1的时候，首先将frmae_end重置为0，然后判断地址码和CRC校验码的正确性，依此判断该数据帧的有效性，如果数据帧无效，不向触摸屏返回信息，否则执行触摸屏的命令，完成功能码的相应功能，向触摸屏返回一正常响应帧。