主从采集网络的节点为终端,其中使用组态设计器建立的工程我们称之为一个软件终端。与之对应的,比如捷麦顺驰科技有限公司旗下的PLC产品,我们称之为:硬件终端。终端与终端之间通过各种通信方式(串口、电台、GPRS等)相互访问,就会形成比较复杂的主从网络。如下图所示:
图 5‑1主从网络拓扑图
以软件终端A1为例,箭头的方向表示了站点间的主从关系,箭头的发起方为主站,箭头的指向方为从站,在终端A1中,站点B1为主站,从站有两个,一个是终端Q中的站点Q1;另一个是终端B3中的站点3。上图中红色字体标识了每个终端下的主站和从站。 此外,箭头还表示了站点之间通信的方式,在上图中有3种:“远程通网络信道”“网口”以及“G300网络信道”。
就目前而言,通信方式不止3种,下面讲述一下每种通信方式的连接方式。
1. 串口信道
串口信道常见的连接方法如下图:
一般来说,串口线经常使用485电平做连接电平,串口信道的连接方式是应用最广泛,测控技术人员最熟悉的信道和连接方式。
2. 数传电台信道
数传电台信道在软件终端和硬件终端上都要连接数传电台,下图是一个软件终端做主站,硬件终端做从站的连接关系图:
有些无线PLC和无线RTU自身就带数传电台,这时网络的组成如下图:
数传电台信道的数传电台的通信协议应一致,如果是数传电台和无线PLC组网,其无线的通信协议应能够互通,一般来说同一公司生产的同一类型的无线台都能够互通。例如:“北京捷麦顺驰科技有限公司”生产的F系列电台的多个型号都能够互通。
3. 网口信道
网口信道指的是每个终端都有固定IP地址的信道。网口信道的连接示意图如下:
网口信道有两种协议,一个是TCP/IP协议,一个是UDP协议。
4. 短信信道
短信信道在软件终端和硬件终端上都要连接短信模块,下图是一个软件终端做主站,硬件终端做从站的连接关系图:
有些无线PLC和无线RTU自身就带数传电台,这时网络的组成如下图:
对于手机终端而言,自带短信功能;有些硬件终端比如无线PLC和无线RTU自身就带短信模块功能,这时网络的组成如下图:
5. G300网络信道
G300网络信道在底层网络TCP/IP协议的基础上又架构了一层G300信道协议,通过G300信道协议使具有临时IP的设备间能够相互通信。G300网络信道能够进行网络通讯的物理链路包括:2G(GPRS)、4G、WIFI、网口和其它的上网设备。常见的网络通信模块包括:2G网络下的G300模块;4G网络下的G300模块、WIFI网络下的G300模块、网口下的G300模块;除此之外,也可以是包含G300网络信道的无线PLC或RTU。
G300网络信道在计算机端可连接G300模块或不连接G300模块,两种组网方式见下图:
(1) 计算机不能联网,需要通过计算机串口外接一个G300模块,使其具有上网功能。我们把这种通信方式称为“G300网络信道(串口)”。
(2) 主站计算机可以联网,可以通过计算机网络模拟一个软G300模块,使其具有硬件G300模块的功能,这样做可以为用户节省一个硬件模块,我们把这种通信方式称为:G300网络信道(网口)。此时连接方式见下图:
有些无线PLC和无线RTU自身就带G300信道,其等效图如下:
G300信道下的G300模块的通信协议应一致,如果是G300模块和无线PLC组网,其通信协议应一致,一般来说同一公司生产的同一类型的G300模块和同类型的无线PLC都能够互通。例如:“北京捷麦顺驰科技有限公司”生产的T20系列无线PLC与G300模块就能够互通。
其中关于G300信道协议查看文档《GPRS通信协议V1.0D20150324》。
6. 远程通网络信道
“远程通网络信道”的通信原理与“G300网络信道”相同,不同之处在于:两者使用的通信协议有区别,“远程通网络信道”使用的是“远程通通信信道协议”,而“G300网络信道”使用的是“G300信道协议”。
注意:与“G300网络信道”相比,“远程通网络信道”优势在于:可以在软件执行过程中,动态更改通信的目标方,而不需要重新启动执行器;而如果是“G300网络信道”,首先要关闭执行器,然后更改通信目标方,接着重新启动执行器,完成目标通信方的更改,操作比较繁琐。
远程通网络信道在计算机端可连接远程通信道模块或不连接远程通信道模块,两种组网方式见下面两图:
(1) 计算机不能联网,需要通过计算机串口外接一个远程通信道模块,使其具有上网功能。我们把这种通信方式称为“远程通网络信道(串口)”。
(2) 主站计算机可以联网,可以通过计算机网络模拟一个软远程通信道模块,使其具有硬件远程通信道模块的功能,这样做可以为用户节省一个硬件模块,我们把这种通信方式称为:远程通网络信道(网口)。
有些无线PLC和无线RTU自身就带远程通信道,其等效图如下:
在下文讲述主从网络的过程中,主要从3点来进行讲述:
1. 软件终端实现主站功能
2. 软件终端实现从站功能
3. 终端与终端之间互联,构建复杂主从采集网络
在下文讲述的过程中,以网络拓扑图5-1为例,对于软件终端,需要建立对应的终端文件(终端A1、终端A2以及终端Q),而硬件终端直接对应硬件模块。