一、项目背景

某工业园区 10kV 配电室配置多台微机综合保护装置，综保装置对外通信协议为 IEC 60870-5-103（简称 IEC103），用于上传电流、电压、功率、电度、断路器位置、告警等数据。现有电力监控平台只支持 Modbus TCP/Modbus RTU 协议，无法直接读取 IEC103 综保数据。

为减少综保装置更换或监控平台改造，项目采用VFBOX 协议转换网关，将综保的 IEC103 数据采集后转换为 Modbus 协议，由监控平台作为 Modbus 主站读取，实现综保数据接入监控系统。

二、项目需求

1. 采集多台电力综保装置数据，通信协议为 IEC103。
2. 采集内容包括：

• 遥信：断路器分合位、保护动作、告警状态；
• 遥测：三相电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数；
• 电度：正有功电度、无功电度等；
• 装置状态：通信状态、故障状态。

1. 将采集数据转发为 Modbus TCP 或 Modbus RTU，供监控平台读取。
2. 数据实时性要求：扫描周期 1 秒左右，通信稳定可靠。
3. 网关掉电后参数不丢失，工程可备份、可下载。

三、方案设计

3.1 系统拓扑

电力综保装置（IEC103）
   │  RS485/RS232 或 以太网
   ▼
VFBOX 协议转换网关
   │  IEC103 主站采集
   │  Modbus 从站转发
   ▼
监控平台/SCADA（Modbus 主站）

网关同时作为：

• IEC103 主站：主动采集综保装置数据；
• Modbus 从站：等待监控平台读取数据。

3.2 网关选型

根据现场点数和接口选择 VFBOX 网关，例如：

• VB303-1200：1 个网口、2 个串口；
• VB303-2400：2 个网口、4 个串口，适合多综保、多协议场合。

若综保为 RS485 接口，网关通过 COM1 采集；若综保为 IEC103 TCP 接口，则通过网口以 TCP Client 方式采集。监控平台若走 Modbus TCP，则使用网关网口；若走 Modbus RTU，则使用另一个串口，注意不要与 IEC103 采集串口冲突。

四、实施步骤

4.1 准备工作

1. 电脑 IP 设置为192.168.1.198，与网关默认 IP192.168.1.199在同一网段。
2. 准备 12V/24V 电源、网线、RS485/RS232 线缆。
3. 安装 VFB0XStudio 软件，建议以管理员权限运行。
4. 新建工程，设备类型与实际网关型号一致，例如VB303-1200。若使用电脑模拟，可选择Windows。

4.2 配置 IEC103 采集

1. 点击“新建设备”，驱动类型选择：
   text<br />IEC 60870-5-103 Master<br />
2. 选择连接类型：

• 串口：Serial Port，配置波特率、数据位、校验位、停止位，必须与综保一致，例如9600, 8, None, 1；
• 网口：TCP Client，配置综保 IP 和端口，例如192.168.0.10:2404。

1. 输入综保公共地址/站号，例如11或64，以综保说明书为准。
2. 新建采集标签。IEC103 地址通常由DPI、FUN、INF定位，DPI 表示类型，FUN、INF 用于定位变量。具体值必须参考综保装置点表。

• 双点信息：ASDU1，地址格式如DPI,FUN,INF；
• 测量值 I：ASDU3，地址如Measurands I,FUN,INF；
• 测量值 II：ASDU9，地址如Measurands II,FUN,INF,0-8；
• 电能量/通用分类数据：地址格式如GD,组号,条目号,KOD,下标。例如1A00H对应十进制 26，实际值 KOD=1，数目为 1 时地址可写GD,26,0,1,0。

1. 根据数据类型选择Boolean、Float、Word、DWord等。浮点数需注意字节顺序，若监控平台读取异常，可在设备属性中调整“寄存器顺序”。

4.3 配置 Modbus 转发

1. 点击左侧“服务”下的Modbus Slave。
2. 配置 Modbus 从站参数：

• Modbus Unit站号：例如1；
• 字节顺序：一般选LowThenHigh或根据监控平台调整；
• 若走 Modbus TCP：启用Modbus TCP，端口502；
• 若走 Modbus RTU：启用Modbus RTU，选择串口，例如COM2，并配置波特率、校验位等。

1. 把需要转发的标签添加到对应寄存器区：

• 0X Digital Coils：可读写布尔量，地址00001-09999；
• 1X Digital Inputs：只读布尔量，地址10001-19999；
• 3X Analog Inputs：只读模拟量，地址30001-39999；
• 4X Holding Registers：可读写模拟量，地址40001-49999。

推荐将遥信放入0X或1X，遥测和电度放入3X或4X。

4.4 典型 Modbus 映射示例

注意：网关中 Modbus 寄存器地址使用 PLC 模式，从 1 开始，对应 Modbus 报文地址 0。例如监控平台读40001，对应 Modbus 报文地址0x0000。若寄存器地址超过 9999，可按文档启用 6 位寄存器地址。

4.5 下载与运行

1. 配置完成后点击“验证”，检查工程完整性。
2. 点击“下载”，把工程下载到网关。
3. 点击“查看数据”，确认标签状态为Good，且更新时间是当前时间，说明采集正常。
4. 监控平台作为 Modbus 主站，连接网关 IP 和端口502，站号1，读取对应寄存器地址。

五、测试验证

1. 电脑先ping通网关 IP，确保网络正常。
2. 在 VFB0XStudio 中查看 IEC103 采集数据，确认遥测、遥信、电度值与综保面板一致。
3. 使用 Modbus Poll 或监控平台测试读取：

• Modbus TCP：IP 为网关 IP，端口502，站号1；
• 读取40001、40003等寄存器，检查浮点数字节顺序。

1. 若数据不对，优先检查：

• IEC103 点表地址DPI/FUN/INF是否正确；
• Modbus 寄存器映射是否与监控平台一致；
• 浮点数字节顺序是否为LowThenHigh或HighThenLow；
• 串口参数、IP、端口是否与综保一致。

1. 可使用VBTrace命令查看网关运行信息，例如查看 IEC103 或 Modbus 通信报文，辅助排查。

六、项目注意事项

1. IEC103 点表必须由综保厂家提供，DPI、FUN、INF不能猜测。
2. 网关采集串口和 Modbus 转发串口不能重复使用，例如 IEC103 用 COM1，Modbus RTU 用 COM2。
3. 浮点数转发时，网关不对字节顺序做统一调整，需根据监控平台要求设置。
4. 工程配置完成后及时备份工程文件夹，避免现场重复配置。
5. 若修改了参数，必须重新下载工程到网关。
6. 若使用 Modbus TCP，监控平台作为主站主动轮询；网关作为从站，不主动推送。

七、项目效果

通过 VFBOX 网关，现场电力综保装置无需更换，监控平台也无需增加 IEC103 驱动。网关把 IEC103 中的遥信、遥测、电度等数据转换为 Modbus 寄存器，监控平台按标准 Modbus 协议读取，实现了：

• 协议透明转换；
• 数据实时上传；
• 多台综保集中接入；
• 降低改造成本；
• 提高配电室监控自动化水平。

该方案适用于变电站、配电室、工矿企业电力监控、能源管理等场景，是 IEC103 设备接入 Modbus 监控平台的典型应用。VFBOX协议转换网关是实现不同协议的设备之间的数据转换。支持的设备和协议有西门子，欧姆龙，三菱，AB，modbus，EthernetIP，Profinet，CCLink，EtherCAT，IEC61850，IEC104，bacnet，DLT645，HJ212，opc ua，opc da，DNP3，snmp，canopen，sl651，szy206，knx，mysql，sqlserver。