CN111147612B - 一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法。本发明基于RS485的MODBUS协议，实现带有距离、位置信息的风机群控的自动地址分配方法。通过RS485总线连接多台风机，第1台风机的上行接口连接网关或计算机，下行接口和第2台风机相连，依次连接所有风机；本方法先将每个风机上、下行接口信号隔离，然而通过网关对第1台风机配置起始地址，并设置风机上、下行接口为通路，依次将地址增加配置余下的风机。本发明为了克服风机没有供电总线不连接的缺陷，设计了一种将上、下行接口的物理连接常闭接口，风机控制***可以控制上、下行接口的状态，地址分配算法也增加了错误检查，新风机增加的自动地址分配功能。

Description

一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法
技术领域
本发明属于基于MODBUS协议的地址分配技术领域，涉及一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法。
背景技术
在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常是采用RS485通信的方式进行数据交换。由于工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误，随着工业应用通信越来越多，施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议MODBUS协议，现在工业中使用RS485通信场合很多都采用MODBUS协议。MODBUS协议是应用于电子控制器上的一种通用通信语言，通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其他设备之间可以通信，已经成为一种工业标准。不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控和管理。
RS485通信采用半双工通信方式，只能有一个设备对总线有使用权，不管是主发送方，还是从接收方，如果同时发送信息，其他设备接收到的将是错误的信息，因为RS485通信物理上将信号进行叠加，这也不符合MODBUS协议要求。MODBUS协议定义了一种控制器能够认识使用的数据结构，描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何回应来自其他设备的请求？怎样侦测错误记录，制定了通信数据的格局和内容的公共格式。在进行多机通信的时候，MODBUS协议规定每个控制器必须要知道他们的设备地址，识别按照地址发送过来的数据，决定是否要产生动作，产生何种动作？如果要回应，控制器将生成的反馈信息都必须用MODBUS协议发出。
如何解决MODBUS协议下多机通信的设备地址唯一？目前有很多方法，有采用拨码开关设置地址，也有采用计算机逐一设置设备地址，还有通过软件查询总线状态，不断等待空闲状态，发生地址冲突重新分配，这些方法都没有地址和位置信息相关联，有些需要离网单机设置，处理很费时、不便于现场操作，还严重影响RS485通信的效率、容易出错。
发明内容
本发明为了解决MODBUS协议下多机通信的设备地址唯一和设备地址与物理位置信息相关的技术缺陷，提供了一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法，在无需人工干预的情况下，达到根据风机的位置信息，按序(增序/减序)分配风机的设备地址，最终将网络中的所有风机实现地址准确分配，具体实现的过程由物理连接、发送地址分配和分配完成等命令完成。
本发明实现具体包括以下步骤：
步骤一、RS485主控设备(FFU网关)和多台网络风机总线连接，采用MODBUS协议实现多风机通信，FFU网关和第一台风机的上行接口相连，第一台风机的下行接口就需要和第二台风机的上行接口相连，依次连接网络中的所有风机，最后风机的下行接口能够不连接设备；
步骤二、FFU网关对网络中的风机发送地址分配命令，第一台风机收到FFU网关的地址分配命令结合本风机的状态，确定是否需要应答本地址分配命令？如果本风机还没有分配地址，应答接受地址分配命令，并等待FFU网关分配的网络地址；
步骤三、网络中的风机发送地址分配命令如果本风机地址分配已经完成，判断本风机的上、下行接口是否连通？如果没有连通，将本风机的就将上、下行接口连通，并转发地址分配命令到下一台风机；
步骤四、FFU网关对网络中的每台未分配地址的风机发送地址分配命令，每台风机给一个唯一的网络地址，并按物理位置信息递增或递减网络地址，直到完成最后一台风机的地址分配；
步骤五、FFU网关对网络中的风机进行地址唯一性验证，发送地址验证命令，发现分配地址在网络中是否存在？是否有多台风机用同一个网络地址？如果存在，则广播发送重新分配地址命令，每台风机接收到命令后，改变地址分配状态为地址为分配态，等待一会，关闭上、下行接口；如果地址唯一性验证通过就转步骤七；否则进入步骤六处理。
步骤六、FFU网关需要验证网络上有多少风机能和网关通信，如果存在多个风机，则再次广播发送重新分配地址命令，等待只有一台风机能接受到FFU网关数据后，转步骤二；
步骤七、FFU网关对网络中的风机进行地址分配完成性验证，保证网络中的风机在这次地址分配中得到了自己的地址，如果还有风机没有更新地址，跳转步骤二重新进行分配；完成网络中所有风机的地址分配，FFU网关将网络设置为地址分配完成状态，整个FFU网络可以接收网关的命令和风机的反馈信息。
附图说明
图1为RS485接口图；
图2为FFU网络拓扑结构图；
图3为地址分配总流程图；
图4为分配流程图。
具体实施方式
如图1所示,风机具有上、下行接口，缺省状态为常闭，允许MODBUS协议数据从风机接口中传递到下个风机。
如图2所示，FFU网关和多台网络风机总线连接，采用MODBUS协议实现多风机通信，FFU网关和第一台风机的上行接口相连，第一台风机的下行接口就需要和第二台风机的上行接口相连，依次连接网络中的所有风机，最后风机的下行接口可以不连接设备，在初始状态和地址分配完成状态时，风机的上、下行接口为常闭，允许协议数据传输。
FFU网络为初建，FFU网关需要对网络中的所有风机进行地址分配，通过一系列命令，在网关和风机之间传输，利用地址流程如图3和4所示，实现地址分配的总流程，对***组网，网络的配置步骤如下：初始化网关，连接网关和第1台风机上行接口；将第1台风机的下行接口连接第2台风机的上行接口，依次连接***中的所有风机；设置起始地址，分配下一个新地址，直到分配到最后一台风机；检验是否完成分配？否则***可以重新分配。
地址分配的实现过程具体化，表述的实现分配方法的具体流程如下：FFU网关对网络中的风机进行地址唯一性验证，发送地址验证命令，发现分配地址在网络中是否存在？是否有多台风机用同一个网络地址？如果存在，则广播发送重新分配地址命令，每台风机接收到命令后，改变地址分配状态为地址为分配态，等待一会，关闭上、下行接口；如果地址唯一性验证通过，FFU网关对网络中的风机进行地址分配完成性验证，保证网络中的风机在这次地址分配中得到了自己的地址，如果还有风机没有更新地址，FFU网关对网络中的风机发送地址分配命令，第一台风机收到FFU网关的地址分配命令结合本风机的状态，确定是否需要应答本地址分配命令？如果本风机还没有分配地址，应答接受地址分配命令，并等待FFU网关分配的网络地址；完成网络中所有风机的地址分配，FFU网关将网络设置为地址分配完成状态，整个FFU网络可以接收网关的命令和风机的反馈信息。
网络中的风机发送地址分配命令如果本风机地址分配已经完成，判断本风机的上、下行接口是否连通？如果没有连通，将本风机的就将上、下行接口连通，并转发地址分配命令到下一台风机；
FFU网关对网络中的每台未分配地址的风机发送地址分配命令，每台风机给一个唯一的网络地址，并按物理位置信息递增或递减网络地址，直到完成最后一台风机的地址分配；
FFU网关需要验证网络上有多少风机能和网关通信，如果存在多个风机，则再次广播发送重新分配地址命令，等待只有一台风机能接受到FFU网关数据后，转FFU网关对网络中的风机发送地址分配命令，从第1台风机开始重新地址分配。
当网络中有新风机加入，FFU网关自动会检测到***需要对网络中的所有风机进行地址分配，通过改变风机的状态，让每台风机进入分配地址状态，FFU网关对网络中的风机发送地址分配命令，从第一台风机开始重新地址分配。

Claims (1)

1.一种基于位置信息的风机群控地址自动分配方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一、RS485主控设备即FFU网关和多台网络风机总线连接，采用MODBUS协议实现多风机通信，FFU网关和第一台风机的上行接口相连，第一台风机的下行接口就需要和第二台风机的上行接口相连，依次连接网络中的所有风机，最后风机的下行接口能够不连接设备；
步骤二、FFU网关对网络中的风机发送地址分配命令，第一台风机收到FFU网关的地址分配命令结合本风机的状态，确定是否需要应答本地址分配命令，如果本风机还没有分配地址，应答接受地址分配命令，并等待FFU网关分配的网络地址；
步骤三、网络中的风机发送地址分配命令如果本风机地址分配已经完成，判断本风机的上、下行接口是否连通，如果没有连通，将本风机的就将上、下行接口连通，并转发地址分配命令到下一台风机；
步骤四、FFU网关对网络中的每台未分配地址的风机发送地址分配命令，每台风机给一个唯一的网络地址，并按物理位置信息递增或递减网络地址，直到完成最后一台风机的地址分配；
步骤五、FFU网关对网络中的风机进行地址唯一性验证，发送地址验证命令，验证分配地址在网络中是否存在，是否有多台风机用同一个网络地址；如果存在多台风机用同一个网络地址，则广播发送重新分配地址命令，每台风机接收到命令后，改变地址分配状态为地址为分配态，等待一会，关闭上、下行接口；如果地址唯一性验证通过就转步骤七；否则进入步骤六处理；
步骤六、FFU网关需要验证网络上有多少风机能和网关通信，如果存在多个风机，则再次广播发送重新分配地址命令，等待只有一台风机能接受到FFU网关数据后，转步骤二；
步骤七、FFU网关对网络中的风机进行地址分配完成性验证，保证网络中的风机在这次地址分配中得到了自己的地址，如果还有风机没有更新地址，跳转步骤二重新进行分配；完成网络中所有风机的地址分配，FFU网关将网络设置为地址分配完成状态，整个FFU网络可以接收网关的命令和风机的反馈信息。
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