数据收集与监控体系(SCADA)通过远程监测电子参数,在电力行业中应用广泛。SCADA系统通常采用ModbusTCP等工业以太网协议,而在数据生成过程中,ModbusRTU协议支撑串口表计/终端设备。为了解决互操作性问题,用户可能会选择嵌入式计算机进行协议转化,但这需要额外的资源投入。因此,用户倾向于使用网关来完成ModbusTCP和ModbusRTU协议之间的转换。
那么,如何利用网关进行数据收集呢?哪种方式能够提供最快的数据收集速度?
明线传输方式通信
明线传输方式通信是许多Modbus网关产品的标准配置,它们可以轻松实现明线传输方式的转换。但是,这种方法存在一个显著缺点:每个串口只能处理一次请求-响应操作,因此SCADA系统必须等待每次响应。这在小规模设备时可能不是问题,但在大规模环境下会导致系统运行不稳定。在这种情况下,大量设备通过RS-485接口以菊花链拓扑连接到网关,每次扫描都会造成大量延迟。
署理方式通信
署理方式旨在克服明线传输方式的问题,使得网关可以独立地执行协议转换。一方面,每个串口都可以作为RTU master自动轮询外设;另一方面,该网关还可以作为ModbusTCP服务器被SCADA系统轮询。支持署理方式的网关具有内置存储器,有助于无缝检索数据,并增加了SCADA程序设计的灵活性。此外,一些品牌的网关支持CSV文件,可以使用Excel轻松配置网关。
智能模式通信
如果您对明线传输方式所需扫描时间感到不满,那么优化当前体系就是您的最佳选择。Moxa MGate MB3660系列工业网络适配器提供智能模式,可以学习并记忆来自SCADA系统发来的任何指令。一旦学会某条指令,该适配器就像处于署理模式一样,将自动发送指令到相关MODBUS设备。此外,由于数据保存在适配器中的存储器中,SCADA系统可以直接从存储器获取MODBUS响应,无需等待MODBUS设备发送,从而显著提高了通讯效率。只需点击WebConsole上的一个按钮,便可启动适配器学习新功能。
方案好坏?一试便知。
我们测试了8/16口MGateMB3660系列中的16口工业网络适配器三种不同类型(包括通用、署理和智能)的protocol conversion speed,我们将16个串口均连接至8个模拟输出,每个模拟输出产生16字节数据,所以每次测试共需收集2048字节。
结果显示,在所有参数检索时,用法为署理模式下的网络适配者仅需41毫秒,而用法为智能或普通模式则分别需要312毫秒和7502毫秒。
此外,与常规透过清晰或智能形式进行轮询相比,以透过清晰形式接收到的信息并不一定更加准确,如图所示,由于扫描速度慢,以透过清晰形式接收到的信息点数远少于其他两种形式。
结果清楚地表明,由其较长扫描时间限制,其不太合宜用于大型运作。如果要构建全新的监控体系,则基于策略变换的一致方案是个佳选。而若想以更少成本和精力提升现有监控体系,则基于知识变换策略是个首选方案。
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