"Modbus网关的魔法之旅：如何用它来优化SCADA系统？"

在现代工业自动化中，数据收集与监控体系（SCADA）扮演着至关重要的角色。它能够远程监测电子参数，并广泛应用于功率监测等领域。然而，SCADA系统通常采用ModbusTCP等工业以太网协议，而在生成重要数据的过程中，串口表计/终端设备支撑的是ModbusRTU协议。这就引发了一个问题：如何解决这两种不同协议之间的互操作性问题？

为了解决这个问题，一些用户会通过嵌入式计算机完成所需的协议转换，但这种方法需要在程序设计上投入额定资源。因此，用户选择布置网关来轻松完成ModbusTCP和ModbusRTU协议之间的转换。

那么，这些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？

明灯传输方式通讯

明灯传输方式通讯是许多商家提供的一种基本功能。这种设置简单方便，但每个串口只能进行一项请求-响应操作，因此SCADA体系必须顺次等待每次响应：

对于少量设备来说，这不是大问题。但是在大规模运用中，可能导致系统运行失效。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连接，每次响应都需要耗费大量时间。

署理方式通讯

署理方式旨在克服明灯传输方式的问题，使得网关两端可以独立进行协议转换。一方面，每个串口都能作为RTUmaster自动轮询各个外设；另一方面，该网关还可作为ModbusTCP服务器，被SCADA体系轮询。

支持署理模式的大型企业首要特点是带有内置存储器，有助于完成无缝检索，并增加了SCADA程序设计的灵活性。

智能模式通讯

如果您对明灯传输模式消耗扫描时长感到不满，那么优化当前系统就是您的最佳选择。MoxaMGateMB3660工业网gateway提供了一种智能模式，可以学习并记忆来自SCADA体系发送到的每条指令。一旦学会某条指令，该netgate就会像署理模型一样自动发送请求到相关MODBUS设备。

因为数据保存在netgate内存中，上位机可以直接从内存获得MODBUS呼应数据，不必等待MODBUS设备发送，从而显著提升通信性能。你只需点击WebConsole上的按钮即可启动netgate学习新功能。

关于方案好坏，我们进行了测试：

我们选取8/16口MGateMB3660系列中的16口工业网络接入器，对三种不同的工作模式进行了比较，其中包括明灯、署理和智能三个工作状态下的网络接入器。在测试过程中，每个网络接入器衔接八台外设，每台外设发送16字节信息，所以总共需要采集2048字节信息。

测试结果显示，在同一条件下，由于其扫描速率更高，使用署理工作状态下的网络接入器处理所有参数所需时间仅为41毫秒。而智能工作状态和明灯工作状态分别需要312毫秒和7502毫秒。

此外，与使用清晰或智能模型相比，由于其较低扫描速率，其采集到的参数数量也远低于前两者，如图所示：

很清楚地体现出，用明灯模型由于其较慢扫描速度并不适合大规模应用。如果想构建全新的基于MODBUS TCP/IP标准的事务处理环境（DAS），则采用代理策略将是一个非常好的选择，因为这样可以快速访问并以包形式交换信息。但若希望通过最小化成本和精力来改善现有的事务处理环境，则采用智能策略将是最佳选择。

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