## 一、项目背景


某分布式光伏电站项目部署了多台组串式逆变器，逆变器采用RS485接口、Modbus RTU通信协议。用户侧光伏监控平台要求统一采用IEC 60870-5-104（IEC104）协议进行数据接入。为实现协议无缝对接，项目选用VFBOX协议转换网关，完成逆变器Modbus数据的采集与IEC104协议转发。


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## 二、系统架构


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┌─────────────────┐&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;RS485&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;┌─────────────┐&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;以太网/4G&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;┌─────────────────┐
│&nbsp;&nbsp;&nbsp;组串式逆变器&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;◄───Modbus&nbsp;RTU──►&nbsp;│&nbsp;&nbsp;VFBOX网关&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;◄────IEC104─────►&nbsp;│&nbsp;&nbsp;&nbsp;光伏监控平台&nbsp;&nbsp;&nbsp;│
│&nbsp;&nbsp;(Modbus从站)&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;(协议转换)&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;│&nbsp;&nbsp;(IEC104主站)&nbsp;&nbsp;&nbsp;│
└─────────────────┘&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;└─────────────┘&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;└─────────────────┘
```
**通信链路说明：**


- 下行：网关通过RS485总线以Modbus RTU方式轮询采集逆变器数据

- 上行：网关作为IEC104服务器（局域网模式）或客户端（4G云平台模式），向光伏监控平台转发数据


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## 三、设备清单


|序号|设备名称|型号/规格|数量|说明|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|1|组串式逆变器|支持Modbus RTU|3台|光伏直流逆变为交流|
|2|VFBOX协议网关|支持Modbus采集+104转发|1台|协议转换核心设备|
|3|光伏监控平台|支持IEC104主站|1套|数据汇聚与可视化|
|4|电脑|IP: 192.168.1.198|1台|工程配置与调试|
|5|网线/RS485线/12V电源|—|若干|物理连接|


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## 四、逆变器数据点规划


根据逆变器Modbus寄存器说明书，整理关键监控点位如下：


|数据名称|Modbus寄存器地址|数据类型|IEC104类型|104地址|说明|
|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|
|直流电压1|40001|Float|AI-MeasuredValueShort|16385|PV1输入电压|
|直流电流1|40003|Float|AI-MeasuredValueShort|16386|PV1输入电流|
|直流功率1|40005|Float|AI-MeasuredValueShort|16387|PV1输入功率|
|直流电压2|40007|Float|AI-MeasuredValueShort|16388|PV2输入电压|
|直流电流2|40009|Float|AI-MeasuredValueShort|16389|PV2输入电流|
|直流功率2|40011|Float|AI-MeasuredValueShort|16390|PV2输入功率|
|A相交流电压|40021|Float|AI-MeasuredValueShort|16391|电网侧电压|
|A相交流电流|40023|Float|AI-MeasuredValueShort|16392|电网侧电流|
|有功功率|40025|Float|AI-MeasuredValueShort|16393|实时发电功率|
|日发电量|40031|Float|AI-MeasuredValueShort|16394|当日累计发电|
|总发电量|40033|Float|AI-MeasuredValueShort|16395|历史累计发电|
|逆变器温度|40041|Float|AI-MeasuredValueShort|16396|设备运行温度|
|运行状态|10001|Bool|DI-SinglePoint|1|运行/停机|
|故障告警|10002|Bool|DI-SinglePoint|2|正常/故障|

>**地址映射说明：** IEC104遥测（AI）起始地址设为16385，对应短浮点类型；遥信（DI）起始地址设为1，对应单点信息。


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## 五、实施步骤


### 5.1 硬件连接


1. **RS485接线**：将3台逆变器的RS485-A、B端子分别并联，接入VFBOX网关的RS485接口（A接A，B接B）。

2. **网络接线**：将网关LAN口与电脑通过网线连接，电脑IP设置为`192.168.1.198`，确保与网关同网段。

3. **供电**：网关接入12V直流电源。


### 5.2 配置Modbus采集


1. 在电脑上打开**VFBOX Studio**配置软件，新建工程，选择对应网关设备型号。

2. 添加**Modbus RTU驱动**，配置串口参数：


- 波特率：9600

- 数据位：8

- 停止位：1

- 校验：无

- 从站地址：1~3（对应3台逆变器）


1. 根据上述数据点表，逐条添加采集点位，填写Modbus寄存器地址及数据类型（Float/Bool）。

2. 点击菜单**"查看数据"**，确认网关已正确读取到逆变器的电压、电流、功率及状态数据。


### 5.3 配置IEC104协议转发


1. 在工程中启用**IEC104服务**，参数配置如下：


|参数|设置值|说明|
|:-:|:-:|:-:|
|启用|Yes|启动104转发功能|
|端口|2404|IEC104标准侦听端口|
|公共地址|11|与光伏平台约定|
|最大帧长度|249|默认|
|周期上报间隔|30秒|定时全量上报|
|归一化数据类型|Float|默认短浮点|
|上报变化精度|0.1|数据变化超0.1立即触发上报|


1. 在**104转发数据表**中，添加所有需要上送的点位：


- 遥测点选择类型 `AI-MeasuredValueShort`，地址范围16385~16396

- 遥信点选择类型 `DI-SinglePoint`，地址范围1~2


1. **地址优化技巧**：先添加第一个点位并手动修改为起始地址（如16385），后续添加的点位将自动依次累加，减少重复配置。

2. 点击菜单**"下载"**，将工程下载至网关。


### 5.4 4G云平台模式（可选）


若光伏监控平台部署于互联网云端，需启用网关的**To Cloud**客户端模式：


|选项|设置值|
|:-:|:-:|
|启用|Yes|
|端口|2404（固定）|
|远程服务器IP|光伏平台公网IP/域名|
|远程服务器端口|平台指定端口（如2404）|
|注册帧|填写网关身份识别码（如十六进制 `31 32 33 34`）|

配置完成后下载工程，网关通过4G拨号主动连接平台，建立TCP链路后发送注册帧完成身份认证。


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## 六、测试验证


### 6.1 本地模拟测试


1. 在电脑上打开**PMA协议测试软件**，选择菜单 **文件 → 协议配置 → IEC870-5-104规约**。

2. 配置连接参数：


- 从站IP：VFBOX网关IP（如192.168.1.10）

- 主站IP：电脑IP（192.168.1.198）

- 公共地址：11


1. 切换至**"模拟主站"**模式，点击**"端口配置 → 连接"**建立TCP链路。

2. 发送总召唤报文（TI=100），观察消息框：


- 应收到网关返回的遥测数据（直流电压、交流功率、发电量等）

- 应收到遥信数据（运行状态、故障告警）


1. 手动触发逆变器状态变化（如启停操作），验证变化数据是否主动上送。


### 6.2 光伏平台联调


1. 在光伏监控平台侧配置IEC104主站通道，添加网关设备，公共地址设为11。

2. 平台下发总召唤后，确认所有13个数据点均正常刷新。

3. 核对关键数据准确性：


- 实时功率与逆变器液晶屏显示一致

- 日发电量累计逻辑正确

- 故障信号变位响应时间小于5秒


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## 七、项目效果


|指标|实现效果|
|:-:|:-:|
|采集周期|Modbus轮询周期1秒，满足实时监控需求|
|转发延迟|数据变化至IEC104上送延迟小于2秒|
|并发接入|单台网关成功接入3台逆变器，可扩展至更多从站|
|通信稳定性|7×24小时运行无断链，支持自动重连|
|协议兼容性|光伏平台零改造，直接识别标准IEC104数据|


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## 八、总结


本案例通过VFBOX网关实现了逆变器Modbus RTU协议到IEC104协议的高效转换，解决了光伏监控平台与现场设备之间的协议壁垒。项目具备以下特点：


1. **配置便捷**：通过VFBOX Studio图形化界面，无需编程即可完成点表映射与协议参数配置。

2. **灵活组网**：既支持局域网内平台主动连接网关（服务器模式），也支持4G环境下网关主动上云（客户端模式）。

3. **数据完整**：支持遥测、遥信全量上送，变化数据主动推送，满足电力系统对实时性与可靠性的要求。


该方案可推广至储能系统、箱变测控、环保监测等需Modbus转IEC104协议对接的场景。

某分布式光伏电站项目部署了多台组串式逆变器，逆变器采用RS485接口、Modbus RTU通信协议。用户侧光伏监控平台要求统一采用IEC 60870-5-104（IEC104）协议进行数据接入。为实现协议无缝对接，项目选用VFBOX协议转换网关，完成逆变器Modbus数据的采集与IEC104协议转发。

VFBOX网关实现逆变器Modbus转IEC104接入光伏监控平台项目案例

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。

项目经理

物联网

网络与通信

云计算

本项目通过VFBOX协议转换网关，实现组串式逆变器Modbus RTU数据至IEC104协议的无缝对接，支持遥测、遥信全量上送及变化主动推送。配置便捷，无需编程，支持局域网与4G云平台组网，采集周期1秒，转发延迟小于2秒，7×24小时稳定运行。方案可推广至储能、箱变测控等需协议转换的场景。

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