在基于以太網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)中獲取大量Modbus串行數(shù)據(jù)對于工程師來說可能是復(fù)雜且具有挑戰(zhàn)性的。除了易于使用的協(xié)議網(wǎng)關(guān)解決方案在Modbus串行和Modbus TCP協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換外,工程師還需要一種有效的方法來縮短大量串行設(shè)備的數(shù)據(jù)采集時間,以便大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)快速順暢地運行。
工程師的困境
在大規(guī)模關(guān)鍵應(yīng)用中,例如電力監(jiān)控系統(tǒng),SCADA系統(tǒng)無法等待現(xiàn)場設(shè)備逐個發(fā)送對同步數(shù)據(jù)采集請求的響應(yīng)。想象一下現(xiàn)場300個串行儀表,只有一個Modbus網(wǎng)關(guān)用于檢索數(shù)據(jù) - 完成輪詢周期至少需要30秒,這是不可接受的,因為跟蹤數(shù)據(jù)趨勢或分析故障并不容易。
此外,三到五秒的輪詢周期是一個常見的要求。因此,工程師通常會考慮部署多個Modbus網(wǎng)關(guān)以縮短輪詢周期。但是,這是一項代價高昂的工作,網(wǎng)絡(luò)需要的性能越好,需要的Modbus網(wǎng)關(guān)就越多。因此,工程師面臨這樣的困境:要么增加預(yù)算以達(dá)到要求,要么容忍歸因于傳統(tǒng)輪詢機制的低速串行數(shù)據(jù)采集。積極的投票節(jié)省了一天
主動輪詢旨在克服傳統(tǒng)循環(huán)輪詢機制的缺點,允許網(wǎng)關(guān)的每一側(cè)彼此獨立地進(jìn)行通信。一方面,網(wǎng)關(guān)的每個串口都充當(dāng)Modbus RTU主站,主動輪詢Modbus RTU從站,如功率計; 另一方面,網(wǎng)關(guān)用作Modbus TCP服務(wù)器,由SCADA系統(tǒng)輪詢。支持主動輪詢的網(wǎng)關(guān)的一個非常重要的功能是內(nèi)部存儲器,便于無縫數(shù)據(jù)檢索。
主動輪詢具有幾個優(yōu)點。它使輪詢周期比循環(huán)輪詢機制快10倍。只有Modbus TCP請求和Modbus TCP響應(yīng)的持續(xù)時間才能構(gòu)成掃描時間,因為SCADA系統(tǒng)無需在輪詢過程的Modbus RTU支路上等待。主動輪詢有兩種模式可以滿足不同的應(yīng)用場景,即新設(shè)計系統(tǒng)的代理模式和現(xiàn)有系統(tǒng)擴展的智能模式。
用Agent模式構(gòu)建新系統(tǒng)
新設(shè)計系統(tǒng)成功的關(guān)鍵是提高SCADA系統(tǒng)性能的門戶,提高SCADA程序設(shè)計的靈活性,并實現(xiàn)輕松配置。在代理模式下,網(wǎng)關(guān)支持主動輪詢機制以提高SCADA性能。此外,網(wǎng)關(guān)可以作為RTU主機實現(xiàn)許多Modbus命令。雖然這種容量在系統(tǒng)設(shè)計方面提供了很大的靈活性,但遺憾的是增加了配置任務(wù)。為了節(jié)省配置時間,支持逗號分隔值(CSV)文件的網(wǎng)關(guān)(可以使用MS Excel輕松配置并導(dǎo)入網(wǎng)關(guān))絕對是一個很大的好處,特別是對于大范圍的部署。
用智能模式擴展現(xiàn)有系統(tǒng)
與新設(shè)計的系統(tǒng)不同,擴展現(xiàn)有系統(tǒng)需要快速而智能的方式來添加新設(shè)備,同時保持相同的輪詢性能,甚至實現(xiàn)更好的輪詢性能。通過智能模式,網(wǎng)關(guān)可以自動學(xué)習(xí)SCADA系統(tǒng)的Modbus命令,無需額外的命令設(shè)置,如代理模式。網(wǎng)關(guān)可以使用活動輪詢在每個串行端口中充當(dāng)Modbus主站。對于那些已經(jīng)運行一段時間且具有常規(guī)命令請求的系統(tǒng),它是一個有用的功能。