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。SCADA系统通常采用ModbusTCP等工业以太网协议,而在监测过程中生成重要数据的串口表计/终端设备支持的却是ModbusRTU协议。
为了解决互操作性问题,部分用户会通过嵌入式计算机完成所需的协议转化,但该解决方案需要在程序设计上投入额定资源。因此,用户会选择设置网关,以便轻松完成ModbusTCP和ModbusRTU协议之间的转化。那么网关有哪些方式可以用于数据收集呢?哪种方式收集数据的速度最快?
1.明显传输方式通讯
明显传输方式通讯通常是Modbus网关市场上的标配。配置可以完成明显传输方式转化的网关适当简单方便;然而,每一个串口在同一时刻只能执行一项协议请求-响应的操作,因此SCADA系统必须顺次等待每次响应:
如果一个网关仅连接几个串口表计/终端设备,扫描时间或许不是大问题。但是在大规模应用中会导致系统运行不利。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连接,网关只能顺次响应多个同步请求,这将形成SCADA系统消耗过多时间来收集数据。比如,一台网关连接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着巨大的时间差。因此,减少扫描时间是优化网络通信的一大关键因素。
2.代理方式通讯
代理方式旨在克服明显传输方式的问题,使得两端都能独立进行协议转换。一方面,该代理可以作为RTUmaster自动轮询各个外设;另一方面,该代理还可用作服务器,被调度中心轮询。此代理特点为内置存储器,有助于无缝检索并增加了调度程序设计灵活性的可能性。
关于公司而言,无论如何简化部署总是一个重心。在使用代理模式下,如若作为RTUmaster,则可设置许多指令以节省部署时长。而某些品牌则支持CSV文件,可以利用Excel轻松部署。
3 智能处理
如果您对明显传输模式下的扫描时长感到不满意,那么优化当前环境就是您的最佳选择。MoxaMGateMB3660系列工业桥梁提供了一种智能处理方法,它能够学习并记忆来自调度中心发来的每条指令。一旦学会某条指令,该桥梁就像处于代理模式一样自动发送MODBUS请求到相关MODBUS设备。
因为这些信息保存在桥梁存储器中,可供调度中心直接从存储器获取MODBUS响应,从而极大提升了通信效率。你只需点击WebConsole上的按钮即可启动学习新功能。这意味着对于调度中心来说,将进一步缩短扫描周期,因为现在所有信息都会从桥梁通过以太网络发送至主机。此外,对于被访问到的每个MODBUS设备来说,都将减少等待时间。
三种方案比较试验:我们测试了支持清晰、代理和智能三种方法中的8/16口MGateMB3660-8/16系列中的16路工业桥梁进行了分组交换速率测试,其中每个分组均包含八个外设,每个外设向主机发送十六字节长度之消息,所以一次完整测试共需要2048字节长度之消息。
实验结果显示,在使用代理模型时所需最短平均持续时间仅为41毫秒。而相较之下,当采用清晰或智能模型时分别花费312毫秒及7502毫秒来检索所有参数。
此外,与采用清晰或智能模型相比,由于其更高效且快速地轮询行为,以及更低延迟的事实,不论是否使用基于实例或者基于服务型策略,即使是在单线程实现的情况下,也不会影响精确性。如果图形表示如下:
这显示出尽管尽管采用的清晰、基于服务型策略以及基于实例策略不同,但是由于其高效快速滚动行为以及低延迟的事实,其检测到的数量远超过采用的其他两种策略。
综上所述,这一研究结果证明白亮透视出这一发现:虽然它可能难以理解为什么慢速检查过程可能导致无法预料甚至不可预见的心理效果但它提供了强有力的理由说明何为“最好”做法,并且考虑到成本经济学原则及其潜力,它建议企业界应该考虑更加全面地评估他们现有的技术基础设施是否已经准备好接受新的技术进步,同时也要探讨它们未来愿景如何影响今后的决策制定过程。
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