串行通訊到以太網(wǎng)多路轉換的實(shí)現

1引言

某裝置有4臺光導液位二次表，根據工藝要求,需要把二次表顯示改造為DCS監視。光導液位二次表只能輸出RS-485的串行信號，監視操作站要求能同時(shí)進(jìn)行監視。因此本系統的技術(shù)實(shí)質(zhì)是實(shí)現多路串行通訊到多路以太網(wǎng)通訊的轉換。

2 設計方案

2.1 簡(jiǎn)單方案

串行通訊(無(wú)論是RS-232還是RS-485)只是點(diǎn)對點(diǎn)的通訊，因此可以將4臺光導液位二次表接入一臺操作服務(wù)器上，另三臺操作客戶(hù)機從操作服務(wù)器取數據。這樣就能滿(mǎn)足上述要求，如圖1所示。

圖1 服務(wù)器-客戶(hù)機模式方案結構示意

但是，出于安全性考慮，操作服務(wù)器明顯成為系統的瓶頸，一旦出現服務(wù)器故障將造成系統癱瘓，這是工藝不能允許的。因此，必須進(jìn)行多對多的通訊轉換。

2.2 多路通訊轉換方案

多路協(xié)議轉換通訊控制器選用了泓格的因特網(wǎng)通訊控制器I-7188E5D-485。它能通過(guò)編程實(shí)現4對4的串行到以太網(wǎng)通訊的轉換。而另兩臺操作站，采用服務(wù)器/客戶(hù)機的方式。這樣達到了四重
冗余，已經(jīng)完全能保證系統的不間斷運行。如圖2所示

圖2 多路轉換系統結構示意圖

2.3 通訊控制器的特點(diǎn)

因特網(wǎng)通訊控制器I-7188E5D-485主要是面向通訊應用。按照不同的嵌入式配置和應用程序，因特網(wǎng)通訊控制器能夠用作設備服務(wù)器，或是用作可設址的以太網(wǎng)到RS-232/485/422轉換器，也可以用作嵌入式Internet/Ethernet控制器。

(1) 可設址的Ethernet到RS-232/485/422轉換器

大多數RS-232/485/422設備不支持設備地址。而I-7188E5 D-485可以向安裝在RS-485網(wǎng)絡(luò )的任何一個(gè)RS-232設備，分配一個(gè)獨一無(wú)二的地址。主機向RS-485網(wǎng)絡(luò )發(fā)送帶有這個(gè)設備地址的命令，作為目標單元的I-7188E5 D-485會(huì )去掉這個(gè)地址段，把命令的其余部分送到它的本地對應的RS-232設備。而這個(gè)本地對應的RS-232設備的響應也要通過(guò)作為目標單元的I-7188E5 D-485傳向主機。

(2) Ethernet到RS-232/485/422的設備服務(wù)器

設備服務(wù)器是一種以網(wǎng)絡(luò )連接任何具有通訊串口設備的裝置。由于I-7188EN有獨立的操作系統、獨立的協(xié)議、很小的體積加上它的靈活性，這樣的設備服務(wù)器能滿(mǎn)足實(shí)際網(wǎng)絡(luò )使用的所有要求。多數設備沒(méi)有網(wǎng)口，而我們的因特網(wǎng)通訊控制器使它們變得能接入網(wǎng)絡(luò )。

(3) 因特網(wǎng)通訊控制器I-7188E5D-485還包括:CPU: 80188-40或兼容芯片;10BASE-T NE2000兼容Ethernet控制器;可重復下載;遠程配置和診斷;內建獨有的64位硬件序列號;COM口驅動(dòng)支持中斷和1k順序緩沖;內建 RTC, NVRAM, EEPROM;內建self-tuner ASIC芯片;1個(gè)RS-232通訊口和4個(gè)RS-485通訊口;7段LED顯示;內建MiniOS7;程序下載:COM1和Ethernet。

3 監控軟件

上位監控軟件選用北京亞控的組態(tài)王V6.5。

組態(tài)王具有變量定義和管理、流程圖顯示、報警和事件管理、歷史趨勢、系統安全管理功能，報表系統等基本功能。

組態(tài)王還支持網(wǎng)絡(luò )OPC功能，組態(tài)王與組態(tài)王之間可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )以OPC方式進(jìn)行通訊，同樣其他OPCclient/OPCserver也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與組態(tài)王之間以OPC方式進(jìn)行通訊。因而能完整實(shí)現操作服務(wù)器和操作客戶(hù)機的功能。

所以整個(gè)系統軟件具體統一性:只需購買(mǎi)一個(gè)開(kāi)發(fā)版就行;所有工程文件能進(jìn)行充分的共享。六臺操作站完全獨立運行，而在物理上是四重冗余。

4 結束語(yǔ)

本項目的技術(shù)難點(diǎn)在于:結構設計中貫徹安全第一的可靠原則;多路通訊器的編程是相對復雜的工作。通過(guò)現場(chǎng)實(shí)際應用，取得了預期的效果。是成功的高性能低成本案例。