串行通讯到以太网多路转换的实现

1引言

某装置有4台光导液位二次表，根据工艺要求,需要把二次表显示改造为DCS监视。光导液位二次表只能输出RS-485的串行信号，监视操作站要求能同时进行监视。因此本系统的技术实质是实现多路串行通讯到多路以太网通讯的转换。

2 设计方案

2.1 简单方案

串行通讯(无论是RS-232还是RS-485)只是点对点的通讯，因此可以将4台光导液位二次表接入一台操作服务器上，另三台操作客户机从操作服务器取数据。这样就能满足上述要求，如图1所示。
 

图1 服务器-客户机模式方案结构示意

但是，出于安全性考虑，操作服务器明显成为系统的瓶颈，一旦出现服务器故障将造成系统瘫痪，这是工艺不能允许的。因此，必须进行多对多的通讯转换。

2.2 多路通讯转换方案

多路协议转换通讯控制器选用了泓格的因特网通讯控制器I-7188E5D-485。它能通过编程实现4对4的串行到以太网通讯的转换。而另两台操作站，采用服务器/客户机的方式。这样达到了四重 
冗余，已经完全能保证系统的不间断运行。如图2所示
 

图2 多路转换系统结构示意图

2.3 通讯控制器的特点

因特网通讯控制器I-7188E5D-485主要是面向通讯应用。按照不同的嵌入式配置和应用程序，因特网通讯控制器能够用作设备服务器，或是用作可设址的以太网到RS-232/485/422转换器，也可以用作嵌入式Internet/Ethernet控制器。

(1) 可设址的Ethernet到RS-232/485/422转换器

大多数RS-232/485/422设备不支持设备地址。而I-7188E5 D-485可以向安装在RS-485网络的任何一个RS-232设备，分配一个独一无二的地址。主机向RS-485网络发送带有这个设备地址的命令，作为目标单元的I-7188E5 D-485会去掉这个地址段，把命令的其余部分送到它的本地对应的RS-232设备。而这个本地对应的RS-232设备的响应也要通过作为目标单元的I-7188E5 D-485传向主机。

(2) Ethernet到RS-232/485/422的设备服务器

设备服务器是一种以网络连接任何具有通讯串口设备的装置。由于I-7188EN有独立的操作系统、独立的协议、很小的体积加上它的灵活性，这样的设备服务器能满足实际网络使用的所有要求。多数设备没有网口，而我们的因特网通讯控制器使它们变得能接入网络。

(3) 因特网通讯控制器I-7188E5D-485还包括:CPU: 80188-40或兼容芯片;10BASE-T NE2000兼容Ethernet控制器;可重复下载;远程配置和诊断;内建独有的64位硬件序列号;COM口驱动支持中断和1k顺序缓冲;内建 RTC, NVRAM, EEPROM;内建self-tuner ASIC芯片;1个RS-232通讯口和4个RS-485通讯口;7段LED显示;内建MiniOS7;程序下载:COM1和Ethernet。

3 监控软件

上位监控软件选用北京亚控的组态王V6.5。

组态王具有变量定义和管理、流程图显示、报警和事件管理、历史趋势、系统安全管理功能，报表系统等基本功能。

组态王还支持网络OPC功能，组态王与组态王之间可以通过网络以OPC方式进行通讯，同样其他OPCclient/OPCserver也可以通过网络与组态王之间以OPC方式进行通讯。因而能完整实现操作服务器和操作客户机的功能。

所以整个系统软件具体统一性:只需购买一个开发版就行;所有工程文件能进行充分的共享。六台操作站完全独立运行，而在物理上是四重冗余。

4 结束语

本项目的技术难点在于:结构设计中贯彻安全第一的可靠原则;多路通讯器的编程是相对复杂的工作。通过现场实际应用，取得了预期的效果。是成功的高性能低成本案例。