通過將模塊存儲區分為輸入與輸出兩個區，每個區分別于PLC的存 儲區通過地址偏移量進行對應，完成數據傳輸。同時，該線程對數據和命令進行分析，處理。
[0045] 設備運行過程中，PLC需要將現場設備的過程的數據發送給104通信模塊，并通過 模塊將這些數據按照104規約的要求發送給主站，并且主站還需要將控制命令發送給PLC的 設備，這就需要自定義一種PLC控制器與104通信模塊的數據傳輸規則。在PLC中定義3塊獨 立的緩沖區，即輸入緩沖區、輸出緩沖器、狀態信息緩沖區，104通信模塊通過配置文件的地 址偏移量的對應表將規約的監視方向過程信息與PLC控制器輸出緩沖區對應，將規約的控 制方向的過程信息與PLC控制器輸入緩沖區對應，將模塊運行過程中的狀態信息與PLC的狀 態信息緩沖區對應，通過周期輪詢的方式，向PLC控制器請求或發送數據的鏡像。從而實現 了 PLC控制器與104通信模塊的數據交換。
[0046] (6)104規約主邏輯線程，在數據線程啟動之后，且主站與該104通信模塊Socket連 接完成，將啟動104規約主邏輯線程，該線程是模塊實現104規約的核心部分。
[0047] 104規約主邏輯線程，實現IEC60870-5-104遠動規約，具體為可靠性通訊、傳輸控 制、連接有效性監測、報文類型等要求；
[0048]可靠性通訊，通過發送序列號N(S)和接受序列號N(R)，k、w機制和定時器機制來實 現。
[0049] 傳輸控制，通過STARTDT命令和ST0PDT命令實現。
[0050] 連接有效性監測，通過TESTFR命令實現。
[0051 ] 104規約主邏輯狀態機如圖4所示，狀態轉換表如表2所示。
[0052] LUUDJJ 衣 2
[0054]該線程啟動以后，網絡線程一直處于監聽網絡數據的狀態，直到收到主站的傳輸 控制報文STARTDT (U格式)之后，模塊的數據收發進入準備狀態，數據傳輸功能啟動，當收到 主站的傳輸控制報文ST0PDT(U格式)之后，模塊停止與主站的數據傳輸，直到主站再次發送 STARTDT 報文。
[0055] 104通信模塊與主站通信主要分為兩部分內容，一是響應主站的命令，二是從站變 化數據主動上送。
[0056] 主站的命令主要有總召喚、組召喚、電能累計量總召喚（遙脈總召喚）、對時命令、 控制命令。響應主站命令的流程圖如圖所示，收到主站總召喚與組召喚命令后，根據所配置 的點的數量以及地址排列方式，分單幀和連續多幀向主站應答;收到對時命令后，則根據收 到的主站時間來校對該104通信模塊的時間，并以對時命令的鏡像向主站發送確認應答;收 到控制命令則先判斷命令類型，若為控制選擇命令，則判斷被控點號是否存在，若存在以命 令鏡像應答，若為控制執行命令，則將控制命令發送給PLC控制器的輸入緩沖區，執行該命 令，若為命令撤銷，則將控制命令執行前的狀態發送給PLC控制器的出入緩沖區，撤銷該命 令。
[0057] 從站變化數據主動上送主要有遙信變位和遙測數據跨越死區兩種情況。遙信變位 即該遙信點的狀態由分變為合，由合變為分，則產生一個事件，并將該變位的遙信點號地 址、變位信息、變位時間上送至主站;遙測數據跨越死區即該遙測點本次數據的變化范圍大 于了為該點配置的死區數值范圍，則產生一個事件，并將該變化的點的點號信息、當前值、 變化時間上送至主站。
[0058]另外，為了保證可靠性通訊和連接的有效性，在線程執行時啟動TCP連接超時定時 器to、幀確認超時定時器tl、無 I幀超時發送S幀定時器t2和超時監測定時定時器t3,按照規 約要求，來確保該模塊滿足104規約的要求。
[0059]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應 涵蓋在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于，包括規約邏輯控制 器通過以太網端口與IEC60870-5-104遠動規約主站連接，通過socket通信技術進行通信， 接收到IEC60870-5-104遠動規約主站數據指令后進行解析； 規約邏輯控制器連接模塊數據存儲區，將解析后的數據存儲到模塊數據存儲區； 數據鏡像連接模塊數據存儲區，將模塊數據存儲區中的數據與PLC控制器中的緩沖區 進行數據通信。2. 根據權利要求1所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 所述模塊數據存儲區包括存儲輸入區和存儲輸出區； 所述數據鏡像包括輸入數據鏡像和輸出數據鏡像； 所述緩沖區包括輸入緩沖區和輸出緩沖區。3. 根據權利要求2所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 所述存儲輸入區通過輸入數據鏡像與PLC的輸入緩沖區，根據地址偏移量進行對應； PLC的輸入緩沖區還連接PLC的狀態信息存儲區和輸入數據存儲區，分別進行狀態信息 和輸入數據的存儲； 所述存儲輸出區通過輸出數據鏡像與PLC的輸出緩沖區，根據地址偏移量進行對應； PLC的輸出緩沖區還連接PLC的輸出數據存儲區，讀取輸出數據。4. 根據權利要求3所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 所述對應過程為通過配置工具和PLC組態軟件將需求的數據類型和點號配置生成JS0N文 件，所述模塊讀取該JS0N文件，配置系統參數，并完成模塊與PLC數據地址的對應。5. 根據權利要求1所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 所述模塊包括ARM7內核的嵌入式控制器AT91M40800和10/100M自適應以太網控制器 LAN9218i-MT〇6. 根據權利要求1所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 模塊通過104規約主邏輯線程，實現IEC60870-5-104遠動規約，滿足可靠性通訊、傳輸控制、 連接有效性監測的要求。7. 根據權利要求1所述的基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，其特征在于： 所述模塊采用嵌入式實時多任務操作系統進行多任務調度。
【專利摘要】本發明涉及一種基于IEC60870-5-104遠動規約的PLC通信模塊，包括規約邏輯控制器通過以太網端口與IEC60870-5-104遠動規約主站連接，通過socket通信技術進行通信，接收到IEC60870-5-104遠動規約主站數據指令后進行解析；規約邏輯控制器連接模塊數據存儲區，將解析后的數據存儲到模塊數據存儲區；數據鏡像連接模塊數據存儲區，將模塊數據存儲區中的數據與PLC控制器中的緩沖區進行數據通信。本發明用于對工業現場，尤其是設備分布較廣的工業現場數據的采集、處理和控制，系統獨立、通訊穩定、互操作性強、可靠性高。
【IPC分類】H04L29/06, G05B19/05
【公開號】CN105652785
【申請號】
【發明人】于海斌, 徐皚冬, 劉明哲, 孫俊男, 閆炳均, 宋巖, 郭廷廷, 韓曉佳, 張凝
【申請人】中國科學院沈陽自動化研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年4月7日