基于Ethernet/Internet/Intranet 嵌入式采集與控制系統(tǒng)解決方案

由于信息技術(shù)的發(fā)展,特別是Ethernet/Internet/Intranet的發(fā)展,已使人們的工作方式、學習方式及生活方式發(fā)生很大的改變，同樣，對傳統(tǒng)的自動化領域也產(chǎn)生了不小的影響，過去大多數(shù)自動化設備或系統(tǒng)比較獨立，其信息封閉在有限的范圍內(nèi)，使其成為“信息孤島“，現(xiàn)在這種情況正在發(fā)生或正要發(fā)生重大的變革，“孤島“的信息有望與Ethernet/Internet/Intranet連接，新型的自動化設備也會搭乘 Ethernet/Internet/Intranet的信息快車，作為以技術(shù)為先導的集智達工控，積極投身在這場巨大的變革之中，為推動這場變革，推出了一系列經(jīng)濟適用的Ethernet/Internet/Intranet解決方案，其中包括體積很小的I-7188系列 和外形類似PLC 的I-8000/Ethernet系列。
I-7188E及I-8000/Ethernet本身是一個含有80188/40M主頻CPU的PC機,其分別有256K-512K的FLASH ROM和SRAM,內(nèi)置量身定做MINIOS7操作系統(tǒng),與ROMDOS類似,但效率很高,一個10M ETHERNET 接口及多種串行通信口選擇（RS-232/422/485），內(nèi)置看門狗電路及-25度至75度的工作溫度范圍 ,使其可用于惡劣的工業(yè)環(huán)境,再配有A/D、D/A、熱電阻、熱電偶、DIO、定時計數(shù)、位置控制、編碼輸入、RS-232/485/422通信等豐富I/O功能,可以這樣說，I-7188E及I-8000/Ethernet是真正意義上的帶ETHERNET接口的新一代PC-BASED控制器，在這些硬件基礎上，在分別給I-7188E和I-8000/Ethernet配以不同的軟件，即可完成虛擬串口、ETHERNET I/O、WEB SERVER等多種功能，這些軟件支持TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、RARP協(xié)議，滿足不同的需要。
工作原理如下圖所示：



一、I-7188E系列
在以往的自動化裝置或系統(tǒng)中，有很多帶RS-232/422/485接口，解決他們上網(wǎng)有很多方案,其中最常用的就是前置機或網(wǎng)關(guān),這些設備其實就是一臺電腦+網(wǎng)卡+串行通信卡+通信軟件,這種方案復雜、造價高，其軟件要么用戶無法更改，靈活性差，要么需要完全自己開發(fā),工作量及難度大，如果操作系統(tǒng)為WINDOWS平臺，可靠性也令人擔憂，而I-7188E系列產(chǎn)品的出現(xiàn)，完全解決了這些難題，它既提供了完全透明的RS-232/422/485到以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換器:I-7188EN，又提供了用戶可以靈活編程的RS-232/422/485及I/O至ETHERNET的轉(zhuǎn)換控制器:I-7188EX/EA。

1、I-7188EN:RS-232/422/485至ETHERNET轉(zhuǎn)換器（或稱為網(wǎng)關(guān)）
I-7188EN提供1～8口RS-232/422/485至ETHERNET透明轉(zhuǎn)換，每個I-7188EN提供工具軟件可設定其IP地址，子網(wǎng)掩碼，網(wǎng)關(guān)IP地址甚至MAC地址，通過安裝上位機虛擬串口驅(qū)動程序，使用戶面對的就不是復雜的TCP/IP編程，而仍然是用戶熟悉的RS-232/422/485通信的編程，也就是說通過以太網(wǎng)及驅(qū)動程序，為用戶提供一條透明RS-232/422/485訪問通路，如果原來上位機已有應用程序或SCADA軟件，則不需改動程序，只需將原先連接的實際串口號改為虛擬串口號即可。
連接框圖如圖1:


2、I-7188EX/EA:可編程的RS-232/422/485及I/O至ETHERNET的轉(zhuǎn)換控制器
7188EX/EA工作方式有兩種,一種是由廠家提供基于TCP/IP通信框架,而用戶的應用程序嵌入在大框架內(nèi),其好處是用戶只需編寫自己的串口通信程序或I/O程序,與上位機通信數(shù)據(jù)放入相應數(shù)據(jù)區(qū)即可,不需關(guān)心TCP/IP通信,這樣,既完成了串口與以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,又可完成自己特定的功能,有很大的靈活性,程序框圖如圖示。而另一種工作方式為全部自己編程，因為I-7188EX/EA實際上是一個帶以太網(wǎng)及串口的最小的PC機，內(nèi)嵌類似DOS系統(tǒng)，有FLASH ROM及SRAM，隨模塊帶有開發(fā)工具及TCP/IP及串行通信等 C語言庫函數(shù)及豐富的范例，用戶可利用PC機BC3.1編寫程序,然后通過串口下載到7188EX/EA內(nèi),完成復雜快速的功能,應用框圖如下:


二、I-8000/Ethernet系列
I-8000/ETHERNET與I-7188E有些類似,但與I-7188E相比,它具有豐富的I/O功能,它有4/8個I/O插槽,它提供A/D、D/A、DI、DO、DIO、定時/計數(shù)、RS-232/422/485通信、位置控制、編碼輸入等近70種I/O模塊,并可通過RS-485擴展單元進行擴展, I-8000/ETHERNET根據(jù)灌入程序不同分為三種類型:

※ETHERNET I/O：灌入8KE10.EXE程序,型號為8430/8830,此種方式需要在上位機安裝虛擬串口程序,應用程序通過RS-232發(fā)送指令,即可直接操作I/O模塊,可與流行組態(tài)軟件如FIX/IFIX直接相連，下位機不需編程。

※ETHERNET I/O 控制器：下位機灌入Xserver程序，型號為8431/8831，與第一種相比有很大靈活性，可提高本地控制功能及通信效率，該Xserver程序可在已有程序框架內(nèi)加入用戶自己的一部分程序連接而成，用戶不需編寫TCP/IP通信部分；為實現(xiàn)更大的靈活性及實現(xiàn)更高效率，用戶也可利用庫函數(shù)編寫下位機程序，包括TCP/IP通信、I/O操作、RS-485擴展通信等；上位機軟件可通過VB/VC及WINSOCK編程，與下位機通信。當下位按MODBUS/TCP通信協(xié)議編程，上位機也可用IFIX/FIX組態(tài)軟件。
當下位機灌入WEB SERVER程序,則上位機可通過IE或NETSCAPE瀏覽器來監(jiān)控現(xiàn)場設備。

※ETHERNET軟邏輯控制器：型號為8437/8837，下位機灌入ISaGRAF引擎，通過ISaGRAF開發(fā)包編制符合IEC-61131-3的程序，并下載到下位機運行，該軟件支持MODBUS/TCP，可直接與FIX/IFIX等支持MODBUS/TCP的組態(tài)軟件連接。

如圖所示：