通过Modbus网关优化SCADA系统的方法是什么我们可以借鉴can总线工作原理来提高效率

数据收集与监控体系(SCADA)能够远程监测电子参数,广泛应用于功率监测领域。通常,SCADA系统采用ModbusTCP等工业以太网协议,而在数据生成过程中,由串口表计/终端设备支持的ModbusRTU协议。

为了解决互操作性问题,一些用户会通过嵌入式计算机实现所需的协议转化,但这需要在程序设计上投入大量资源。因此,用户倾向于部署网关,以便轻松完成ModbusTCP和ModbusRTU协议之间的转换。那么,在什么情况下可以使用哪种方式进行数据收集呢?哪种方式能够提供最快的数据收集速度?

明线传输通讯

明线传输通讯是许多Modbus网关提供的基本功能。这类网关配置简单方便,但明线传输通讯存在一个显著缺点:每个串口只能同时处理一个请求-响应操作,因此SCADA系统必须顺序等待每次响应:

如果一个网关仅连接几个串口表计/终端设备,扫描时间可能不是大问题。但是在大规模应用中,这将导致系统运行效率低下。在这种情况下,大量设备通过RS-485接口以菊花链式拓扑与网关的串口相连,网关只能顺序处理多个同步请求,这会形成SCADA系统消耗过多时间来收集数据。比如,如果一个网关连接128台设备,SCADA系统读取第一个和最后一个设备数据之间存在巨大的时间差,因此减少扫描时间是优化网络通信的一大关键因素。

署理方式通讯

署理方式旨在克服明线传输通讯的缺点,使得网关两端可以独立进行协议转换。一方面,每个串口都可作为RTUmaster自动轮询各外设;另一方面,该网关还可作为ModbusTCP服务器,被SCADA体系轮询。支撑署理方式的首要特点是带有内置存储器,有助于完成无缝检索,并增加了SCADA程序设计灵活性。

关于体系集成商而言,将产品轻松装备永远是一个重中之重。在署理方式下,如某些品牌支持CSV文件,可利用Excel轻松装备网关。

智能方式通讯

如果您对明线传输模式下的扫描时间感到不满,那么优化当前体系就是您的最佳选择。MoxaMGateMB3660工业网gate具有智能功能,可以学习并记忆来自SCADA体系发来的每一条指令。一旦学会某条指令,该netgate就会像处于署理状态一样自动发送Modbus请求到相关外设。

由于保存在netgate中的数据,可直接从存储器获取,无需等待外设发送返回,从而显著提升通信性能。你只需点击WebConsole上的按钮即可启动学习新功能。此时,对于_SCADA_而言,扫描时间将被显著缩短,因为此时所有数据只需经由以太网络传至主机。而外设则期待被访问的大幅减少。

方案好坏?一试便知

我们对支持三种模式8/16系列中的16口MGateMB3660-8/16系列工业netgates进行了协议转换速度测试。这批netgates共有16个串口,每个串port均连接八台外设,每台外设传送16字节信息,所以每次测试共需搜集2048字节信息。

实验结果显示,在署理模式下的netgate能提供最快速度,只用41毫秒就检索完所有参数。而智能和明线模式分别需要312毫秒和7502毫秒来完成相同任务。

此外,与署理或智能模型比较,不同的是,以古典明线模式工作,即使花费较长时间也无法保证完整地采样所有参数,如图所示,因为其慢速排队意味着采样的数量远低于其他两者。

结果清晰地揭示了:由于其所必需的长期筹划周期不适合大规模运作。如果要构建全新的_SCADAsystem,则基于策略执行选项为最佳选择,其优势明白无误:既能快速筛选,又能以包裹形式传递信息。但若想借助较小成本和精力优化现有的Scada_systems,则智慧型模块更具吸引力。

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