《三相儲能變流器上位機(jī)Modbus監(jiān)控協(xié)議》

ICS點(diǎn)擊此處添加ICS號

點(diǎn)擊此處添加中國標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)分類號

中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIAPSxxx—xxxx

三相儲能變流器

上位機(jī)Modbus監(jiān)控協(xié)議

Modbuscommunicationprotocolsbetween

Three-phasepowerconversionsystemandsupervisingsystem

點(diǎn)擊此處添加與國際標(biāo)準(zhǔn)一致性程度的標(biāo)識

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

發(fā)布

T/CIAPSxxxx-xxxx

三相儲能變流器上位機(jī)Modbus監(jiān)控協(xié)議

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三相儲能變流器和上位機(jī)之間基于Modbus監(jiān)控協(xié)議的物理層和信息地

址的相關(guān)定義及要求。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于三相儲能變流器與其上位機(jī)之間通過Modbus協(xié)議進(jìn)行的通信。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本

適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T19582.1基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第1部分：Modbus應(yīng)用協(xié)議

GB/T19582.2基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第2部分：Modbus協(xié)議在串

行鏈路上的實(shí)現(xiàn)指南

GB/T19582.3基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范第3部分：Modbus協(xié)議在

TCP/IP上的Modbus

3術(shù)語和定義

GB/T19582.1、GB/T19582.2和GB/T19582.3界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文

件。

3.1

三相儲能變流器powerconversionsystem；PCS

電化學(xué)儲能系統(tǒng)中，連接于電池系統(tǒng)與電網(wǎng)（和/或負(fù)荷）之間的實(shí)現(xiàn)電能雙向轉(zhuǎn)換的

變流器，其電網(wǎng)接口處的電壓為三相電。

3.2

上位機(jī)hostcomputer

指可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)。

4總則

Modbus通信可通過多種方式實(shí)現(xiàn)，使用RS485時，采用ModbusRTU傳輸模式；使用

以太網(wǎng)時，采用ModbusTCP/IP傳輸模式。

本文件所未規(guī)范到的技術(shù)內(nèi)容，宜按GB/T19582.1、GB/T19582.2和GB/T19582.3的要

求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1

T/CIAPSxxxx-xxxx

5物理層

5.1接口定義

上位機(jī)與儲能變流器（PCS）通過RS485或Ehternet連接。

5.2通信配置

5.2.1RS485

采用RS485時應(yīng)按以下列項(xiàng)要求對通信進(jìn)行設(shè)置：

a)傳輸模式：RTU；

b)波特率：可設(shè)置為9600，19200等；

c)校驗(yàn)位：無校驗(yàn)；

d)數(shù)據(jù)位：8bit；

e)停止位：1bit；

f)指令格式：見附錄A。

5.2.2Ethernet

采用Ethernet時應(yīng)按以下列項(xiàng)要求對通信進(jìn)行設(shè)置：

a)IP地址：通過PCS設(shè)置；

b)端口號：502；

c)從機(jī)應(yīng)答時間最大值：100ms；

d)主機(jī)輪詢間隔最小值：100ms；

e)指令格式：見附錄B。

5.3通信方式

通信方式采用主從工作方式，主機(jī)（上位機(jī)）循環(huán)向從機(jī)要求數(shù)據(jù)，從機(jī)（PCS）接收

請求指令，并應(yīng)答相應(yīng)數(shù)據(jù)。具體如表1。

表1功能碼定義

功能碼含義備注

0x02讀輸入離散量按字節(jié)讀取

0x03讀保持寄存器按字讀取

0x04讀輸入寄存器按字讀取

0x06寫單個保持寄存器按字寫

0x10寫多個保持寄存器按字寫

6信息地址

6.1輸入狀態(tài)地址

讀取輸入狀態(tài)地址表，對應(yīng)功能碼0x02，本協(xié)議中地址采用“基地址+偏移地址”的

方式，偏移地址及對應(yīng)故障查詢情況見表2，偏移地址及對應(yīng)狀態(tài)量情況見表3。

2

T/CIAPSxxxx-xxxx

表2故障量查詢

偏移地址意義備注

0絕緣故障0—正常1—異常

1直流過壓0—正常1—異常

2直流軟啟動故障0—正常1—異常

3直流主接觸器故障0—正常1—異常

4電池過壓保護(hù)0—正常1—異常

5電池低壓告警0—正常1—異常

6電池低壓保護(hù)0—正常1—異常

7直流過流0—正常1—異常

8直流保險(xiǎn)絲斷開0—正常1—異常

9-15預(yù)留0

16電網(wǎng)相序異常0—正常1—異常

17鎖相異常0—正常1—異常

18逆變電流過流0—正常1—異常

19交流主接觸器故障0—正常1—異常

20交流軟啟動故障0—正常1—異常

21電網(wǎng)過壓0—正常1—異常

22電網(wǎng)欠壓0—正常1—異常

23電網(wǎng)過頻異常0—正常1—異常

24電網(wǎng)欠頻異常0—正常1—異常

25交流接地故障0—正常1—異常

26漏電流故障0—正常1—異常

27離網(wǎng)輸出電壓異常0—正常1—異常

28-31預(yù)留

32散熱器過溫告警0—正常1—異常

33IGBT過溫0—正常1—異常

34機(jī)內(nèi)過溫0—正常1—異常

35風(fēng)機(jī)故障0—正常1—異常

36防雷器故障0—正常1—異常

37急停故障0—正常1—異常

38外部急停故障0—正常1—異常

39驅(qū)動故障0—正常1—異常

40BMS系統(tǒng)故障0—正常1—異常

41BMS干接點(diǎn)故障0—正常1—異常

42過載告警0—正常1—異常

43過載保護(hù)0—正常1—異常

44短路保護(hù)0—正常1—異常

45-55預(yù)留

56BMS通信故障0—正常1—異常

57遠(yuǎn)程通信故障0—正常1—異常

58內(nèi)部通信故障0—正常1—異常

3

T/CIAPSxxxx-xxxx

表2故障量查詢（續(xù)）

偏移地址意義備注

59-71預(yù)留

表3狀態(tài)量查詢

偏移地址意義備注

72并離網(wǎng)狀態(tài)0—并網(wǎng)1—離網(wǎng)

73遠(yuǎn)程控制狀態(tài)0—關(guān)閉1—開啟

74直流開關(guān)狀態(tài)0—斷開1—閉合

75-87預(yù)留

6.2模擬量地址

讀取模擬量地址表，對應(yīng)功能碼0x04，本協(xié)議中地址采用“基地址+偏移地址”的方式，

雙字(32bit)或雙字以上的數(shù)據(jù)，先發(fā)送高字，后發(fā)送低字，偏移地址及對應(yīng)設(shè)備信息情

況見表4，偏移地址及對應(yīng)系統(tǒng)信息情況見表5，偏移地址及直流側(cè)信息情況見表6，

偏移地址及對應(yīng)交流測信息情況見表7。

表4設(shè)備信息

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）適用機(jī)型

0-9機(jī)器型號ASCII*20不足10個字符則以零填充

10-14設(shè)備硬件版本ASCII*10

15-19設(shè)備軟件版本ASCII*10不足10個字符則以零填充通用

20-24觸摸屏版本ASCII*10

25-39廠家信息ASCII*30不足30個字符則以零填充

針對部分遙測或參數(shù)設(shè)置

有效，可整定為3個檔：

40精度系數(shù)UINT16

1/0.1/0.01。

本模擬量精度為0.01

41-99預(yù)留

表5系統(tǒng)信息

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）適用機(jī)型

0-待機(jī)

100PCS運(yùn)行狀態(tài)UINT161-運(yùn)行

2-故障

101總充電量UINT320.1kWh

102總放電量UINT320.1kWh

103散熱器溫度INT160.1℃

104-109預(yù)留

精度系數(shù)有效，與精度系

110可用功率UINT16數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

1/0.1/0.01kVA

4

T/CIAPSxxxx-xxxx

表5系統(tǒng)信息（續(xù)）

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）適用機(jī)型

111當(dāng)日充電量UINT16精度系數(shù)有效，與精度系

數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

112當(dāng)日放電量UINT16

1/0.1/0.01kWh

113-129預(yù)留

表6交流側(cè)數(shù)據(jù)

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）適用機(jī)型

0.1V

130U相電網(wǎng)電壓/UV電網(wǎng)線電壓UINT16

三相三線制：

131V相電網(wǎng)電壓/VW電網(wǎng)線電壓UINT160.1V相電壓

132W相電網(wǎng)電壓/WU電網(wǎng)線電壓UINT160.1V三相四線制：

133U相輸出電壓/UV輸出線電壓UINT160.1V線電壓

134V相輸出電壓/VW輸出線電壓UINT160.1V

135W相輸出電壓/WU輸出線電壓UINT160.1V

136U相輸出電流UINT16精度系數(shù)有效，與精度系

137V相輸出電流UINT16數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

138W相輸出電流UINT161/0.1/0.01A

精度系數(shù)有效，與精度系

139輸出視在功率UINT16數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為1/0.1/0.01

kVA

精度系數(shù)有效，與精度系

140輸出有功功率INT16數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

1/0.1/0.01kW通用

精度系數(shù)有效，與精度系

141輸出無功功率INT16數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

1/0.1/0.01kVar

142離網(wǎng)頻率UINT160.01Hz

143電網(wǎng)頻率UINT160.01Hz

144交流漏電流UINT160.1A

145總PF值INT160.01

146總負(fù)載量UINT16%

147U相輸出視在功率UINT16

精度系數(shù)有效，與精度系

148V相輸出視在功率UINT16

數(shù)對應(yīng)1/0.1/0.01kVA

149W相輸出視在功率UINT16

150U相輸出有功功率INT16

精度系數(shù)有效，與精度系

151V相輸出有功功率INT16

數(shù)對應(yīng)1/0.1/0.01kW三相四線制

152W相輸出有功功率INT16

153U相負(fù)載量UINT16%

154V相負(fù)載量UINT16%

155W相負(fù)載量UINT16%

156U相PF值INT160.01

5

T/CIAPSxxxx-xxxx

表6交流側(cè)數(shù)據(jù)（續(xù)）

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）適用機(jī)型

157V相PF值INT160.01

158W相PF值INT160.01

159-179預(yù)留

表7直流側(cè)數(shù)據(jù)

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）

180直流電壓UINT160.1V

精度系數(shù)有效，與精度系數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

181直流電流INT16

1/0.1/0.01A

精度系數(shù)有效，與精度系數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

182直流功率INT16

1/0.1/0.01kW

183-189預(yù)留

0：初始狀態(tài)

1：正常狀態(tài)

2：禁充

190BMS系統(tǒng)狀態(tài)UINT163：禁放

4：報(bào)警；

5：故障；

6：待機(jī)

191電池組總電壓UINT160.1V

192電池組總電流INT160.1A

193電池組SOCUINT160.1%

194電池組SOHUINT160.1%

電池組1

195充電限制電流UINT160.1A

196放電限制電流UINT160.1A

197充電限制電壓UINT160.1V

198放電限制電壓UINT160.1V

199充電可用電量UINT160.1kWh

200放電可用電量UINT160.1kWh

201單體最高電壓UINT160.001V

202單體最低電壓UINT160.001V

203單體最高溫度INT160.1℃

204單體最低溫度INT160.1℃

205-209預(yù)留

210-219電池組2同電池組1

220-239電池組3同電池組1

240-259電池組4同電池組1

260-279電池組5同電池組1

280-299電池組6同電池組1

300-319電池組7同電池組1

320-339電池組8同電池組1

6

T/CIAPSxxxx-xxxx

表7直流側(cè)數(shù)據(jù)（續(xù)）

偏移地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）

340-359電池組9同電池組1

360-379電池組10同電池組1

380-399電池組11同電池組1

400-419電池組12同電池組1

420-439電池組13同電池組1

440-459電池組14同電池組1

450-469電池組15同電池組1

470-499預(yù)留

6.3單個寄存器地址

讀寫單個寄存器地址表時，對應(yīng)寫功能碼0x06，讀功能碼0x03，相關(guān)參數(shù)設(shè)備見表

8。

表8參數(shù)設(shè)置

地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）

0開關(guān)機(jī)設(shè)置UINT160：關(guān)機(jī)；1：開機(jī)

1運(yùn)行模式UINT160：恒功率；1：恒流

精度系數(shù)有效，與精度系數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

1/0.1/0.01kW

2有功功率設(shè)置INT16

（運(yùn)行模式為恒功率模式時有效，正為放電，

負(fù)為充電）

精度系數(shù)有效，與精度系數(shù)對應(yīng)可設(shè)置為

3恒流模式電流INT161/0.1/0.01A

（運(yùn)行模式為恒流模式時有效）

4無功運(yùn)行模式UINT160：固定無功功率；1：固定功率因數(shù)

5功率因數(shù)INT160.01

1kvar

6無功功率設(shè)置INT16

（正：輸出容性無功，負(fù)：輸出感性無功）

7-19預(yù)留

注：表中所列地址與實(shí)際信息幀中的相同,不再進(jìn)行偏移或其它轉(zhuǎn)換。

6.4多個寄存器地址

讀寫多個寄存器地址時，對應(yīng)寫功能碼0x10，讀功能碼0x03，地址及相應(yīng)系統(tǒng)時間

情況見表9。

7

T/CIAPSxxxx-xxxx

表9系統(tǒng)時間設(shè)置

類別地址意義數(shù)據(jù)類型備注（單位）

100系統(tǒng)時間設(shè)置-年UINT162000~2099

101系統(tǒng)時間設(shè)置-月UINT161~12

系統(tǒng)時間設(shè)102系統(tǒng)時間設(shè)置-日UINT16注意閏年，大小月

置103系統(tǒng)時間設(shè)置-時UINT160~23

104系統(tǒng)時間設(shè)置-分UINT160~59

105系統(tǒng)時間設(shè)置-秒U(xiǎn)INT160~59

注：表中所列地址與實(shí)際信息幀中的相同,不再進(jìn)行偏移或其它轉(zhuǎn)換。

8

T/CIAPSxxxx-xxxx

附錄A

（規(guī)范性附錄）

ModbusRTU指令

A.1讀輸入離散量（功能碼：0x02）

主機(jī)指令(16進(jìn)制)，如表A.1所示：

表A.1

地址功能起始地址數(shù)量CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx02

xxxxxxxxxxxx

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.2所示：

表A.2

第1組第N組

地址功能字節(jié)數(shù)…CRC校驗(yàn)

信號點(diǎn)信號點(diǎn)

低字節(jié)高字節(jié)

xx02xxxx…xx

xxxx

備注：回復(fù)信息中的第1字節(jié)離散量的最低位對應(yīng)查詢中的尋址地址，由低位到高位順序排列,直至8個

位為止，下一個字節(jié)中的8個位也是從低位到高位順序排列。若返回的信號點(diǎn)數(shù)量小于8或者不是8的整

數(shù)倍，則在最后一組信號點(diǎn)的剩余位直至最高位全部填零。

A.2讀保持寄存器（功能碼：0x03）

主機(jī)指令(16進(jìn)制)，如表A.3所示：

表A.3

地址功能起始地址寄存器數(shù)量CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx03

xxxxxxxxxxxx

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.4所示：

表A.4

地址功能字節(jié)數(shù)寄存器1…寄存器NCRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)……高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx03xx

xxxx……xxxxxxxx

注：讀一個或多個寄存器通過寄存器數(shù)量來區(qū)分，寄存器數(shù)量為1則為一個寄存器，大于1則為多個寄存

器。寄存器1對應(yīng)起始地址。

A.3讀輸入寄存器（功能碼：0x04）

主機(jī)指令(16進(jìn)制)，如表A.5所示：

9

T/CIAPSxxxx-xxxx

表A.5

地址功能起始地址寄存器數(shù)量CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx04

xxxxxxxxxxxx

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.6所示：

表A.6

地址功能字節(jié)數(shù)寄存器1…寄存器NCRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)……高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx04xx

xxxx……xxxxxxxx

注：讀一個或多個寄存器通過寄存器數(shù)量來區(qū)分，寄存器數(shù)量為1則為一個寄存器，

大于1則為多個寄存器。寄存器1對應(yīng)起始地址。

A.4寫單個保持寄存器（功能碼：0x06）

主機(jī)指令(16進(jìn)制)，如表A.7所示：

表A.7

地址功能寄存器地址寄存器設(shè)定值CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx06

xxxxxxxxxxXx

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.8所示：

表A.8

地址功能寄存器地址寄存器設(shè)定值CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx06

xxxxxxxxxxxx

A.5寫多個保持寄存器（功能碼：0x10）

主機(jī)指令(16進(jìn)制)，如表A.9所示：

表A.9

地功寄存器設(shè)置起始地寄存器設(shè)置數(shù)字節(jié)寄存

寄存器設(shè)定值CRC校驗(yàn)

址能址量數(shù)器….

高字低字高字低字高字

高字節(jié)低字節(jié)…

xx10節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)節(jié)

xxxxxxxxxxxxxx…xxxx

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.10所示：

表A.10

地址功能寄存器地址預(yù)設(shè)寄存器數(shù)CRC校驗(yàn)

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)

xx10

xxxxxxxxxxxx

10

T/CIAPSxxxx-xxxx

A.6錯誤信息及數(shù)據(jù)的處理

從機(jī)回復(fù)(16進(jìn)制)，如表A.11所示：

表A.11

地址功能錯誤碼CRC校驗(yàn)

低字節(jié)高字節(jié)

xxxx|0x80xx

xxxx

儲能變流器通訊模塊檢測到除了CRC碼出錯以外的錯誤時，必須向主機(jī)回送信息，功

能碼的最高位置為1，即在主機(jī)發(fā)送的功能碼的基礎(chǔ)上加128。儲能變流器通訊模塊響應(yīng)

回送的錯誤碼：

01非法的功能碼服務(wù)器不了解功能碼

02非法的數(shù)據(jù)地址與請求有關(guān)

03非法的數(shù)據(jù)值與請求有關(guān)

04服務(wù)故障儲能變流器通訊模塊在執(zhí)行過程中無法取出數(shù)據(jù)故障

11

T/CIAPSxxxx-xxxx

附錄B

（規(guī)范性附錄）

ModbusTCP/IP指令

B.1MBAP報(bào)文頭

在TCP/IP上使用一種專用報(bào)文頭識別MODBUS應(yīng)用數(shù)據(jù)單元，稱為MBAP報(bào)文頭

（MODBUS協(xié)議報(bào)文頭）。圖B.1給出了MBAP報(bào)文頭的位置示意。

圖B.1MBAP報(bào)文頭的位置

ModbusTCP數(shù)據(jù)幀與串行鏈路數(shù)據(jù)幀的區(qū)別如圖B.2所示：

圖B.2ModbusTCP數(shù)據(jù)幀與串行鏈路數(shù)據(jù)幀

MBAP報(bào)文頭包括下列域，如表B.1所示：

表B.1

域長度描述客戶機(jī)服務(wù)器

MODBUS請求響應(yīng)事務(wù)處理的識服務(wù)器從接收的請求

事務(wù)元標(biāo)識符2Byte客戶機(jī)啟動

別碼中重新復(fù)制

服務(wù)器從接收的請求

協(xié)議標(biāo)識符2Byte0：MODBUS協(xié)議客戶機(jī)啟動

中重新復(fù)制

長度2Byte以下字節(jié)的數(shù)量客戶機(jī)啟動（請求）服務(wù)器（響應(yīng)）啟動

串行鏈路或其它總線上連接的服務(wù)器從接收的請求

單元標(biāo)識符1Byte客戶機(jī)啟動

遠(yuǎn)程從站的識別碼中重新復(fù)制

報(bào)文頭為7個字節(jié)長：

12

T/CIAPSxxxx-xxxx

事務(wù)處理標(biāo)識符：用于事務(wù)處理配對。在響應(yīng)中，MODBUS服務(wù)器復(fù)制請求的事務(wù)處

理標(biāo)識符。

協(xié)議標(biāo)識符：用于系統(tǒng)內(nèi)的多路復(fù)用。通過值0識別MODBUS協(xié)議。

長度：長度域是下一個域的字節(jié)數(shù)，包括單元標(biāo)識符和數(shù)據(jù)域。

單元標(biāo)識符：為了系統(tǒng)內(nèi)路由，使用這個域。專門用于通過以太網(wǎng)TCP-IP網(wǎng)絡(luò)和

MODBUS串行鏈路之間的網(wǎng)關(guān)對MODBUS或MODBUS+串行鏈路從站的通信。

MODBUS客戶機(jī)在請求中設(shè)置這個域，在響應(yīng)中服務(wù)器必須利用相同的值返回這個

域。

在注冊的502端口上利用TCP發(fā)送所有MODBUS/TCPADU。

B.2讀輸入離散量（功能碼：0x02）

請求PDU：

表B.2

功能起始地址數(shù)量

高字節(jié)低字節(jié)高字節(jié)低字節(jié)

02

xxxxxxXx

響應(yīng)PDU：

表B.3

第1組第N組

功能字節(jié)數(shù)…

信號點(diǎn)信號點(diǎn)

02xxxx…Xx

注：回復(fù)信息中的第1字節(jié)離散量的最低位對應(yīng)查詢中的尋址地址，由低位到高位順

序排列,直至8個位為止，下一個字節(jié)中的