串行通訊到以太網(wǎng)多路轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)

1引言

某裝置有4臺光導液位二次表，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行監(jiān)視。因此本系統(tǒng)的技術實質(zhì)是實現(xiàn)多路串行通訊到多路以太網(wǎng)通訊的轉(zhuǎn)換。

2 設計方案

2.1 簡單方案

串行通訊(無論是RS-232還是RS-485)只是點對點的通訊，因此可以將4臺光導液位二次表接入一臺操作服務器上，另三臺操作客戶機從操作服務器取數(shù)據(jù)。這樣就能滿足上述要求，如圖1所示。
 

圖1 服務器-客戶機模式方案結(jié)構示意

但是，出于安全性考慮，操作服務器明顯成為系統(tǒng)的瓶頸，一旦出現(xiàn)服務器故障將造成系統(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，采用服務器/客戶機的方式。這樣達到了四重 
冗余，已經(jīng)完全能保證系統(tǒng)的不間斷運行。如圖2所示
 

圖2 多路轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構示意圖

2.3 通訊控制器的特點

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器，或是用作可設址的以太網(wǎng)到RS-232/485/422轉(zhuǎn)換器，也可以用作嵌入式Internet/Ethernet控制器。

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

大多數(shù)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)絡的任何一個RS-232設備，分配一個獨一無二的地址。主機向RS-485網(wǎng)絡發(fā)送帶有這個設備地址的命令，作為目標單元的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的RS-232設備。而這個本地對應的RS-232設備的響應也要通過作為目標單元的I-7188E5 D-485傳向主機。

(2) Ethernet到RS-232/485/422的設備服務器

設備服務器是一種以網(wǎng)絡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(tǒng)、獨立的協(xié)議、很小的體積加上它的靈活性，這樣的設備服務器能滿足實際網(wǎng)絡使用的所有要求。多數(shù)設備沒有網(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。

(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(nèi)建獨有的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OPC功能，組態(tài)王與組態(tài)王之間可以通過網(wǎng)絡以OPC方式進行通訊，同樣其他OPCclient/OPCserver也可以通過網(wǎng)絡與組態(tài)王之間以OPC方式進行通訊。因而能完整實現(xiàn)操作服務器和操作客戶機的功能。

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(jié)束語

本項目的技術難點在于:結(jié)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。通過現(xiàn)場實際應用，取得了預期的效果。是成功的高性能低成本案例。