一、項目背景

1.1 項目概況

某數據中心機房需要對機房動環(huán)設備進行集中監(jiān)控管理?，F場部署了多臺精密空調、UPS電源、溫濕度傳感器、漏水檢測器等動環(huán)設備，這些設備均支持SNMP協議進行數據采集。然而，客戶的上位監(jiān)控平臺（SCADA系統）僅支持Modbus TCP/RTU協議進行數據接入。

1.2 項目需求

• 協議轉換 ：將動環(huán)設備的SNMP協議數據轉換為Modbus協議數據
• 數據整合 ：采集多臺動環(huán)設備的數據，統一轉發(fā)給監(jiān)控平臺
• 實時性 ：數據刷新周期不超過5秒
• 穩(wěn)定性 ：7×24小時穩(wěn)定運行，滿足機房監(jiān)控要求

1.3 方案選型

選用 上海仰科VFBOX系列協議轉換網關 ，型號為 VB303-1200#128-S-1 ，該網關支持：

• 采集協議：SNMP（S）
• 轉發(fā)協議：Modbus Slave（1）
• 采集點位：128點
• 硬件接口：1個網口 + 2個RS485串口

二、系統架構設計

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐



│                    監(jiān)控平臺（SCADA）                      │



│                 通信協議：Modbus TCP                      │



│                      IP:
192.168.1.100                   │



└─────────────────────────┬───────────────────────────────┘



                          │ 網線連接



                          ▼



┌─────────────────────────────────────────────────────────┐



│              VFBOX 網關（VB303-1200）                    │



│  ┌─────────────────┐        ┌─────────────────────┐    │



│  │  
SNMP Client   │       
│   Modbus Slave      │    │



│  │  
(采集協議)     │?──────?│  
(轉發(fā)協議)         │   
│



│  │   端口: 20356    │        │   端口: 20305/502   │    │



│  └─────────────────┘        └─────────────────────┘    │



└─────────────────────────┬───────────────────────────────┘



                          │ 網線連接（同一局域網）



       
┌─────────────────┼─────────────────┐



       
▼                 ▼                 ▼



┌─────────────┐    ┌─────────────┐    ┌─────────────┐



│  精密空調   
│    │  
UPS電源    │   
│  溫濕度傳感器 │



│ SNMP Agent  │   
│ SNMP Agent  │   
│ SNMP Agent  │



│ 192.168.1.10│    │ 192.168.1.11│   
│ 192.168.1.12│



└─────────────┘    └─────────────┘    └─────────────┘

三、硬件部署與接線

3.1 網關硬件安裝

VFBOX VB303-1200網關硬件參數 ：

| 項目 | 參數 |

|:---|:---|

| 電源 | DC 9-30V（使用12V/2A電源適配器）|

| 網口 | 1個Ethernet，默認IP：192.168.1.199 |

| 串口 | 2個RS485/RS232（本項目使用網口通信）|

| 安裝方式 | 標準35mm導軌安裝 |

接線步驟 ：

1. 將網關安裝到機房弱電箱的DIN導軌上
2. 使用網線將網關網口接入機房局域網交換機
3. 連接12V直流電源（V+接正極，V-接負極）
4. 確認POW電源指示燈常亮，表示供電正常

3.2 網絡IP規(guī)劃

| 設備 | IP地址 | 說明 |

|:---|:---|:---|

| VFBOX網關 | 192.168.1.199 | 網關默認IP，后續(xù)修改為192.168.1.50 |

| 精密空調 | 192.168.1.10 | SNMP Agent，端口161 |

| UPS電源 | 192.168.1.11 | SNMP Agent，端口161 |

| 溫濕度傳感器 | 192.168.1.12 | SNMP Agent，端口161 |

| 漏水檢測器 | 192.168.1.13 | SNMP Agent，端口161 |

| 監(jiān)控平臺 | 192.168.1.100 | Modbus TCP Master，端口502 |

四、VFBOX Studio軟件配置

4.1 工程創(chuàng)建與基礎設置

步驟1：新建工程

1. 在電腦（IP設置為192.168.1.198）上安裝VFBOX Studio軟件
2. 以管理員權限啟動軟件
3. 點擊"新建工程"，輸入工程名稱：IDC_Environment_Monitor
4. 設備類型選擇：VB30X-1200（與網關標簽型號一致）

步驟2：配置網關IP

• 點擊菜單"網關IP地址"，輸入：192.168.1.199
• 點擊"獲取硬件ID"，確認輸出窗口顯示網關ID，驗證通信正常

步驟3：修改網關IP（可選）

如需修改網關IP為192.168.1.50：

菜單：工具 → 配置網絡



- IP地址：192.168.1.50



- 子網掩碼：255.255.255.0



- 默認網關：192.168.1.1（如需連接外網）

點擊"設置"后網關自動重啟，約1分鐘后使用新IP連接。

4.2 配置SNMP采集設備

添加精密空調設備 ：

1. 點擊"新建設備"，選擇驅動類型：SNMP
   ![選擇SNMP驅動] /image2. )
2. 輸入設備名稱：AirConditioner_01
3. 配置SNMP服務器參數：

IP地址：192.168.1.10

• 端口號：161（SNMP默認端口）

Community：public（根據實際設備配置）

SNMP版本：V2C（或V1/V3，根據設備支持情況）

![配置SNMP參數] /image3. )

4. 點擊"完成"，設備添加成功

添加其他動環(huán)設備 ：

按照相同步驟添加：

• UPS_01（IP：192.168.1.11）
• TempHumi_01（IP：192.168.1.12）
• WaterLeak_01（IP：192.168.1.13）

4.3 配置采集數據標簽

以精密空調為例，配置需要采集的數據點：

| 數據點 | OID | 數據類型 | 標簽名稱 | 說明 |

|:---|:---|:---|:---|:---|

| 回風溫度 | 1.3.6.1.4.1.XXX.1.1.1 | Float | AC1_ReturnTemp | 單位：℃ |

| 回風濕度 | 1.3.6.1.4.1.XXX.1.1.2 | Float | AC1_ReturnHumi | 單位：%RH |

| 壓縮機狀態(tài) | 1.3.6.1.4.1.XXX.1.2.1 | Boolean | AC1_Compressor | 運行/停止 |

| 風機狀態(tài) | 1.3.6.1.4.1.XXX.1.2.2 | Boolean | AC1_FanStatus | 運行/故障 |

| 設定溫度 | 1.3.6.1.4.1.XXX.1.3.1 | Float | AC1_SetTemp | 可讀寫 |

新建標簽步驟 ：

1. 選中設備AirConditioner_01
2. 點擊"新建標簽"
3. 配置參數：
   • 標簽名稱：AC1_ReturnTemp（必須以字母開頭，英文+數字）
   • 數據類型：Float（根據實際數據類型選擇）
   • 讀寫控制：讀（監(jiān)控數據）或讀寫（可控制參數）

OID地址：輸入完整的SNMP OID

• 描述：精密空調01回風溫度

![新建標簽]
/image4. )

4. 重復上述步驟，為每臺設備添加所有需要采集的數據標簽

批量導入標簽技巧 ：

若數據點較多，可先導出CSV模板，在Excel中批量編輯后導入：

1. 選中設備，導出標簽為CSV文件
2. 在Excel中按格式添加多個標簽
3. 刪除設備原有標簽，導入編輯好的CSV文件

4.4 配置Modbus轉發(fā)服務

步驟1：啟用Modbus Slave服務

1. 點擊菜單"服務" → "Modbus Slave"

2. 配置Modbus TCP參數：

   • 啟用：Yes
   • 站號：1（網關作為Modbus從站的地址）
   • 偵聽端口：502（Modbus TCP標準端口）
   • 字節(jié)順序：根據監(jiān)控平臺要求選擇（默認1234）

   ![啟用Modbus TCP] /image5.
   )

步驟2：配置Modbus RTU（可選）

若監(jiān)控平臺通過串口連接：

• 啟用：Yes
• 選擇串口：COM2（確保與采集設備使用的串口不沖突）
• 波特率：9600（與監(jiān)控平臺一致）
• 數據位：8，校驗：無，停止位：1

步驟3：添加轉發(fā)數據映射

將采集的SNMP數據映射到Modbus寄存器地址：

| 數據標簽 | Modbus數據區(qū) | 寄存器地址 | 數據類型 | 功能碼 |

|:---|:---|:---|:---|:---|

| AC1_ReturnTemp | 4X Holding Registers |
40001 | Float | 03/06/10 |

| AC1_ReturnHumi | 4X Holding Registers |
40003 | Float | 03/06/10 |

| AC1_Compressor | 0X Digital Coils | 00001
| Boolean | 01/05/0F |

| AC1_FanStatus | 0X Digital Coils | 00002
| Boolean | 01/05/0F |

| AC1_SetTemp | 4X Holding Registers |
40005 | Float | 03/06/10 |

| UPS1_InputVoltage | 4X Holding Registers
| 40011 | Float | 03 |

| UPS1_BatteryLevel | 4X Holding Registers
| 40013 | Float | 03 |

| TH1_Temperature | 4X Holding Registers |
40021 | Float | 03 |

| TH1_Humidity | 4X Holding Registers |
40023 | Float | 03 |

| WL1_LeakStatus | 0X Digital Coils | 00011
| Boolean | 01 |

操作方法 ：

1. 在Modbus Slave配置界面，展開4X Holding Registers
2. 點擊"添加"按鈕（圖標：![] /image50. )）
3. 在彈出的對話框中選擇要轉發(fā)的標簽（如AC1_ReturnTemp）
4. 系統自動分配寄存器地址，或手動指定地址
5. 點擊OK保存
   ![添加轉發(fā)數據]
   /image6. )
6. 重復上述步驟，將所有需要轉發(fā)的標簽添加到對應的數據區(qū)

寄存器地址說明 ：

• 4X Holding Registers（40001-49999）：模擬量數據，支持Float、Long等

• 0X Digital Coils（00001-09999）：開關量數據，Boolean類型

• 3X Analog Inputs（30001-39999）：只讀模擬量（若監(jiān)控平臺只讀）

• 1X Digital Inputs（10001-19999）：只讀開關量

4.5 工程下載與調試

步驟1：驗證工程

• 點擊工具欄"驗證"按鈕，檢查工程配置完整性
• 確認無錯誤提示

步驟2：下載工程

1. 點擊"下載"按鈕（圖標：![] /image32. )）
2. 確認網關IP地址正確
3. 等待下載完成，輸出窗口顯示"Download OK"
   ![下載工程]
   /image82. )

步驟3：查看采集數據

1. 點擊"查看數據"按鈕
2. 在彈出的窗口中查看實時數據：

Quality顯示"Good"表示通信正常

• 更新時間為當前時間表示數據正在刷新

![查看數據]
/image84. )

步驟4：Modbus通信測試

使用Modbus Poll或類似工具測試：

• 連接類型：Modbus TCP
• IP地址：192.168.1.50（網關IP）
• 端口：502
• 從站地址：1
• 功能碼：03（讀保持寄存器）
• 起始地址：40001
• 讀取數量：10

驗證是否能正確讀取到動環(huán)設備數據。

五、高級功能配置（可選）

5.1 用戶標簽數據處理

如需對采集數據進行運算處理，可使用用戶標簽：

示例：溫度單位轉換（℃轉℉）

1. 點擊"用戶標簽" → "新建標簽"
2. 標簽名稱：AC1_ReturnTemp_F
3. 數據類型：Float
4. 表達式：(AC1_ReturnTemp * 9/5) + 32
5. 點擊"校驗"驗證表達式正確性
6. 將此用戶標簽添加到Modbus轉發(fā)列表

5.2 數據觸發(fā)模式

對于可寫參數（如空調設定溫度），配置寫數據模式：

1. 點擊設備，進入"屬性"設置
2. 找到"觸發(fā)模式"選項：

Cycle ：周期寫入（不推薦，增加網絡負擔）

Trigger-datachange ：數據變化時寫入（推薦）

Trigger ：觸發(fā)式寫入

5.3 通信故障處理

設置失敗值 ：

當設備通信故障時，標簽顯示指定值而非保持最后值：

1. 雙擊標簽，在"失敗值"欄輸入：-9999
2. 監(jiān)控平臺接收到-9999可判斷為通信故障

設備狀態(tài)監(jiān)控 ：

系統自動生成DeviceName_Status標簽：

• 值=0：通信正常
• 值≠0：通信故障

可將此標簽轉發(fā)給監(jiān)控平臺，用于設備在線狀態(tài)指示。

六、項目調試與驗收

6.1 調試檢查清單

| 檢查項 | 檢查內容 | 結果 |

|:---|:---|:---:|

| 網絡連通性 | 電腦能ping通網關和所有動環(huán)設備IP | ? |

| 采集通信 | VFBOX Studio查看數據，Quality為Good | ? |

| 數據準確性 | 對比設備本地顯示與網關采集值一致 | ? |

| Modbus轉發(fā) | 監(jiān)控平臺能正確讀取所有寄存器數據 | ? |

| 寫數據測試 | 監(jiān)控平臺修改設定溫度，設備響應正確 | ? |

| 斷電恢復 | 網關重啟后自動恢復通信 | ? |

| 連續(xù)運行 | 72小時無故障運行 | ? |

6.2 常見問題處理

問題1：SNMP采集失敗

• 檢查OID是否正確（使用MIB Browser工具驗證）
• 確認Community字符串匹配
• 檢查防火墻是否開放UDP 161端口

問題2：Modbus數據亂碼

• 調整字節(jié)順序（設備屬性中修改寄存器順序：1234/4321/3412/2143）
• 確認數據類型匹配（Float占2個寄存器地址）

問題3：監(jiān)控平臺連接不上

• 確認網關Modbus TCP已啟用
• 檢查端口502是否被占用
• 使用vbtrace.exe 20305 192.168.1.50查看通信日志

七、項目總結

7.1 實施效果

• 成功實現SNMP到Modbus的協議轉換
• 單臺網關采集4臺動環(huán)設備，共32個數據點
• 數據刷新周期2秒，滿足實時監(jiān)控要求
• 網關連續(xù)運行30天無故障，穩(wěn)定性達標

7.2 方案優(yōu)勢

| 優(yōu)勢 | 說明 |

|:---|:---|

| 協議兼容性強 | 支持300+種工業(yè)協議，適配各類動環(huán)設備 |

| 配置簡單 | 圖形化界面，無需編程，工程可復用 |

| 穩(wěn)定可靠 | 工業(yè)級設計，-40℃~85℃工作溫度 |

| 擴展靈活 | 支持用戶標簽運算、多協議同時轉發(fā) |

| 遠程維護 | 支持4G無線接入（選配1110/1210型號）|

7.3 后續(xù)擴展建議

1. 增加4G無線功能 ：選用VB303-1210型號，實現遠程監(jiān)控
2. 數據上云 ：啟用MQTT服務，同時轉發(fā)數據至云平臺
3. 邊緣計算 ：使用Lua腳本或梯形圖編程，實現本地邏輯控制
4. 歷史數據存儲 ：啟用SQLite服務，本地保存歷史數據

項目文檔歸檔 ：

• 工程文件：IDC_Environment_Monitor文件夾（備份保存）
• 配置文件：prj.ini、Workbench.ini
• 標簽點表：Excel版本《動環(huán)設備Modbus地址映射表》
• 驗收報告：《VFBOX網關現場調試報告》

審核編輯 黃宇