数据收集与监控体系(SCADA)能够远程监测电子参数,在电力行业中被广泛应用。SCADA系统通常采用Modbus TCP等工业以太网协议,而在数据生成过程中,串口表计/终端设备支持的则是Modbus RTU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来完成所需的协议转换,但这种方法需要在程序设计上投入大量资源。因此,用户倾向于使用网关来轻松实现Modbus TCP和Modbus RTU协议之间的转换。那么,网关在数据收集方面有哪些方式可用?哪种方式能提供最快的数据收集速度?
明线传输方式通讯
明线传输方式通讯通常是Modbus网关市场上的标准配置。它可以简单方便地完成明线传输方式的转换;然而,每个串口只能处理一项请求-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,这将导致系统运行不畅。在这种情况下,大量设备通过RS-485接口以菊花链拓扑与网关的串口连接,网关只能顺序处理多个同步请求,这会造成SCADA系统消耗过多时间来收集数据。例如,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之间存在巨大的时间差。这就说明减少扫描时间是优化网络通信的一个关键因素。
署理方式通讯
署理方式旨在克服明线传输方式的缺点,使得两端都可以独立进行协议转换。一方面,网关每个串口都可以作为RTU master自动轮询外部设备;另一方面,该网gate还可以作为Modbus TCP服务器,被SCADA系统轮询支撑署理方式的是带有内置存储器,有助于完成无缝检索,并增加了对SCADA程序设计灵活性的支持。
对于企业而言,无论如何简化装备都是重中的需求。在署理模式下,以RTU master身份工作的代理服务器可以设置许多Modbus指令。而为了节省装备时长,一些品牌支持CSV文件,可以利用Excel轻松装备代理服务器。
智能方式通讯
如果您对明线传输模式下的扫描时长感到不满,那么优化当前体系就是您的最佳选择。Moxa MGate MB3660系列工业代理服务器提供智能功能,它能够学习并记忆来自SCADA 系统发来的每条 Modbus 指令。一旦学会某条指令,该代理服务器就会像处于署理模式一样自动发送 Modbus 请求到相关 Modbus 设备。
由于保存在代理服务器中的数据,可以直接从存储器获得,从而显著提高了通信效率。你只需点击Web Console上的按钮,就能启动学习新功能。此时,对于 SCADA 系统来说,将极大减少扫描时长,因为此刻仅需要通过以太网络将数据发送至上位机。而且,由于该代理服务器并不等待被访问,其准备就绪状态也将缩短。
方案好坏?一试便知
我们对MGate MB3660系列16口工业代理服务器三种不同配置进行了测试:通明、署理和智能三种类型,每种类型各自衔接8/16台外部装置,每台外部装置传送16字节信息,所以一次测试共需收集2048字节信息。
实验结果显示,当使用署理模式时,此类物品最快可获取所有参数,只需41毫秒。而智能模式和直观模式则分别花费312毫秒和7502毫秒。
此外,与采用直观或智能策略相比,即使采取经典直观策略,也无法保证收到的所有参数都会更加准确,如图所示,因为慢速扫描意味着更少数量参数被记录下来。
结果清晰:由于其所必需较长作业周期,不适合高密度应用场景。如果要构建全新的监控平台,则署理策略是个首选选项,其优势清楚:既快速又以包裹形式运送资料。但若想通过较小成本及精力提升现有的监控平台,则智慧型策略为佳之选。