串行通訊到以太網(wǎng)多路轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)

1引言

某裝置有4臺光導(dǎo)液位二次表，根據(jù)工藝要求,需要把二次表顯示改造為DCS監(jiān)視。光導(dǎo)液位二次表只能輸出RS-485的串行信號，監(jiān)視操作站要求能同時進(jìn)行監(jiān)視。因此本系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)多路串行通訊到多路以太網(wǎng)通訊的轉(zhuǎn)換。

2 設(shè)計方案

2.1 簡單方案

串行通訊(無論是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(dǎo)液位二次表接入一臺操作服務(wù)器上，另三臺操作客戶機(jī)從操作服務(wù)器取數(shù)據(jù)。這樣就能滿足上述要求，如圖1所示。

圖1 服務(wù)器-客戶機(jī)模式方案結(jié)構(gòu)示意

但是，出于安全性考慮，操作服務(wù)器明顯成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦出現(xiàn)服務(wù)器故障將造成系統(tǒng)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(zhuǎn)換。

2.2 多路通訊轉(zhuǎn)換方案

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

圖2 多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(yīng)用。按照不同的嵌入式配置和應(yīng)用程序，因特網(wǎng)通訊控制器能夠用作設(shè)備服務(wù)器，或是用作可設(shè)址的以太網(wǎng)到RS-232/485/422轉(zhuǎn)換器，也可以用作嵌入式Internet/Ethernet控制器。

(1) 可設(shè)址的Ethernet到RS-232/485/422轉(zhuǎn)換器

大多數(shù)RS-232/485/422設(shè)備不支持設(shè)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RS-232設(shè)備，分配一個獨(dú)一無二的地址。主機(jī)向RS-485網(wǎng)絡(luò)發(fā)送帶有這個設(shè)備地址的命令，作為目標(biāo)單元的I-7188E5 D-485會去掉這個地址段，把命令的其余部分送到它的本地對應(yīng)的RS-232設(shè)備。而這個本地對應(yīng)的RS-232設(shè)備的響應(yīng)也要通過作為目標(biāo)單元的I-7188E5 D-485傳向主機(jī)。

(2) Ethernet到RS-232/485/422的設(shè)備服務(wù)器

設(shè)備服務(wù)器是一種以網(wǎng)絡(luò)連接任何具有通訊串口設(shè)備的裝置。由于I-7188EN有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、獨(dú)立的協(xié)議、很小的體積加上它的靈活性，這樣的設(shè)備服務(wù)器能滿足實(shí)際網(wǎng)絡(luò)使用的所有要求。多數(shù)設(shè)備沒有網(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(fù)下載;遠(yuǎn)程配置和診斷;內(nèi)建獨(dú)有的64位硬件序列號;COM口驅(qū)動支持中斷和1k順序緩沖;內(nèi)建 RTC, NVRAM, EEPROM;內(nèi)建self-tuner ASIC芯片;1個RS-232通訊口和4個RS-485通訊口;7段LED顯示;內(nèi)建MiniOS7;程序下載:COM1和Ethernet。

3 監(jiān)控軟件

上位監(jiān)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(tǒng)安全管理功能，報表系統(tǒng)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)王之間可以通過網(wǎng)絡(luò)以O(shè)PC方式進(jìn)行通訊，同樣其他OPCclient/OPCserver也可以通過網(wǎng)絡(luò)與組態(tài)王之間以O(shè)PC方式進(jìn)行通訊。因而能完整實(shí)現(xiàn)操作服務(wù)器和操作客戶機(jī)的功能。

所以整個系統(tǒng)軟件具體統(tǒng)一性:只需購買一個開發(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(dú)立運(yùn)行，而在物理上是四重冗余。

4 結(jié)束語

本項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)設(shè)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(fù)雜的工作。通過現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，取得了預(yù)期的效果。是成功的高性能低成本案例。