现场总线技术探秘Modbus转换之谜二

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  • 2025年05月13日
  • 在前一篇文章中,我们探讨了将ModbusRTU串口设备连接到以太网的必要性,并根据四种情况为读者提供了详尽的解释。本文继续深入,揭开Modbus转换过程中常见问题的神秘面纱。 本期,我们将聚焦于一个棘手的问题:如何配置TCP连接以支持多个ModbusRTU设备通过同一网关不同串口进行通信?这个问题引发了一系列关于是否使用单一TCP连接还是每个串口独立建立TCP连接的讨论。 为了解决这个问题

现场总线技术探秘Modbus转换之谜二

在前一篇文章中,我们探讨了将ModbusRTU串口设备连接到以太网的必要性,并根据四种情况为读者提供了详尽的解释。本文继续深入,揭开Modbus转换过程中常见问题的神秘面纱。

本期,我们将聚焦于一个棘手的问题:如何配置TCP连接以支持多个ModbusRTU设备通过同一网关不同串口进行通信?这个问题引发了一系列关于是否使用单一TCP连接还是每个串口独立建立TCP连接的讨论。

为了解决这个问题,大多数网关都提供了灵活的解决方案,允许我们规划TCP连接架构。主要有三种选择:

每个串口对应一个TCP端口

为每个串港指定一个IP地址

利用路由表

让我们逐一分析这些选项:

每个串口对应一个TCP端口

这种设置最为普遍,每个串口都会与独特的TCP端口相连。例如,第一个串港可能映射到4001端口,而第二个则映射到4002端口,以此类推。当需要与某一具体设备通信时,就会在相应的 TCP 端点上建立 TCP 连接。网关会负责将 Modbus 报文包从 TCP 端点传输至相应的物理层面的 Modbus RTU 设备。

这种拓扑下,SCADA 驱动程序需要创建多条 Modbus-TCP 连接。这意味着当你有更多设备时,你需要更复杂地管理你的网络结构和数据流。

为每个串港指定一个IP地址

这与第一种方式非常相似,但是在这里,每个物理层面的 Modbus RTU 设备被分配到了不同的 IP 地址上。在这一模式下,当你想要访问位于第一个物理层面的 Modbus RTU 设备时,你会通过 TCP 端点 502 建立与该 IP 地址(比如192.168.2.1)的 TCP 连接。然后,这些报文包就会被发送至正确的地理位置上的硬件设备,从而完成数据交换过程。

在这种拓扑下,也是需要创建多条 Modbus-TCP 连接。这对于那些仅能使用固定 TCP 端点 502 的客户来说,是一种更加合适和可行的情况,因为它避免了先前的“共享”方法带来的混淆,并且提高了系统性能和效率。

使用路由表

最后一种设置是一种混合策略,它结合了之前两者的优缺点。在这一模式下,可以使用单一、全局性的 TCP 连接来处理来自所有硬件模块的大量请求,同时利用路由表来确保每一次请求都能够准确无误地定位到正确的地理位置上的硬件模块。

例如,如果你拥有十几个 Slave ID,那么可以把它们分成几组,将相关 Slave ID 分配给不同的物理层面或网络段。你可以这样设定你的 SCADA 系统:对于SlaveID1~10,把他们分配给第一个物理层面或网络段,对于SlaveID11~20,再次分配给第二组等等。

这样做可以大幅减少总体所需资源,而且因为只有一条全局性的 TCP 通道,所以不会产生额外负担。但同时,由于它依赖于单线程操作,因此实际应用中的响应速度不如其他两种方式快。但如果预算有限或者简单易行而已,这样的策略也是完全可行并且实用的选择之一。

综上所述,无论您选择哪一种配置,都必须仔细考虑您的具体需求以及它们对您的SCADA系统整体影响。此外,不同拓扑下的实现成本也可能显著不同,因此,在决定实施方案之前,您应该权衡好各方面因素,以确保最佳结果。