一、概述
在对多种计算机系统和硬件配置进行更新的过程中,中西部生产商的工厂经理需要一个集中型网络,可以连接四分之三英里距离范围内的三栋楼宇,如果配对使用,则连接距离更远。
由于各式各样的遗留设备主要利用的都是串行连接,而串行连接在距离和联网方面是有限的,这就提出了一个相当复杂的挑战。
这种情形是很常见的。事实上,随着计算机软件和硬件技术的进步,性能极佳的遗留系统与先进的数据采集 (DAQ)、可编程逻辑控制器(PLC)、工业计算机以及其它重要系统之间的联通障碍正逐步增大。
串口技术所面临的困难有:
1、连接远程设备或网络的局限性
2、潜在连接数量较低
3、对远程设备的监视和控制更加困难
4、软件和固件升级必须在本地进行
5、 不同类型网络不可以相互通信
随着新技术的发展,将任意数量或类型的串口设备连接到以太网已经变得便捷而廉价。人们使用以太网串口服务器建立连接,管理通信,并在世界范围内传输数据。
二、串行通信历史回顾
串口的应用始于1960, RS-232 的初始版本于1969 得到认证。其标准主要适用于通信设备如电话调制解调器,串行接口称为COM 口。
目前串口通信的最大速率,RS-232 是20Kbps,RS-422/485 是300Mbps。就距离范围来说,RS-232 通常为50 英尺,RS-422/485 为4000 英尺,当然还可以用中继器进行扩展。一个串行局域网的最大设备数量为32 个,通过中继器这个数值还可以更大,但最大不能超过所用设备的地址限制(通常为256) 。
多年以来,串行技术与连接设备都得到了很大的发展。串口设备仍有大量应用,设备电缆和软件的大量库存证明了这一点。毫无疑问,串行连接仍然是工商业及医疗应用中的广泛标准。尽管如此,外接串口已经不是PC 上的标准配置,串口技术也不再是研究的主课题。原因是以太网串口服务器的出现很好地弥补了这种技术差距。
三、以太网局域网历史
1969 年11 月美国国防部赞助了UCLA 和Stanford 两地计算机的试连接。这是首次使用同一协议将不同操作系统的计算机实现有效连接。这是通过标准电话线来实现的,数据速率是50 Kbps。这是首个真正的网络操作系统,是Internet 和以太网的原型。
随着更多计算机的接入,其它类型的网络也被开发出来并连接到一起。研究可以改进技术。1974 年,以太网的基本原理被提出;到1976 年,第一代以太网技术部署完成,当时的运行速率只有3 Mbps。
在90 年代,由于其卓越的速率,较低的成本,多功能性,可靠性以及其连接多个其它网络系统和设备的能力,以太网成为所有局域网最常用的协议。
虽然以太网传输数据的速率在不断提高,它们对传输中的数据的影响相对来说是较小的,因为这些串行数据的速率通常都是千比特而不是兆。
四、以太网串口服务器简介
新近开发出的串口到以太网技术使得通过以太网连接串口设备成为可能。组成这一技术的线缆和软硬件统称为以太网串口服务器(或简称串口服务器)。
以下是使用以太网建立连接的一个简单图示:
使用串口服务器的主要优点有:
1. 升级访问 – 远距离连接串口设备
2. 节省成本 – 无需更改现有软件与串口设备进行通信
3. 无缝通信 – 串口设备通过以太网的连接对设备和软件来说都是透明的
4. 充分利用现有设备 – 用以太网启动COM 端口
5. 保护功能性原始网络 – 将串行网络连成一个或多个局域网的子网
6. 节省人力 – 可远程访问串口设备
7. 节省时间 – 通过以太网可更快更简单地更新串口设备软件
五、串口到以太网:需要注意的问题
不是所有的桥接串口到以太网连接障碍的方法都有同样的效果。以下是需要注意的事项:
1、硬件选项 – 串口数量、desktop、面板和DIN 轨安装等都可自行选择
2、支持RS-232、 RS-422 及RS-485
3、“信道通信”, 因此以太网对串口设备来说是不可视的
4、运行模式 – 虚拟COM 端口,TCP/IP 和UDP/IP.
5、多个TCP 客户端连接
6、访问串口服务器菜单设置,加上Telnet 和Console 模式配置服务器,可进行远程升级、恢复系统默认及选择串口设置等
7、网络服务器,可通过任意WEB 浏览器管理
8、可通过任何一台联网PC 修正故障
9、软件可容易地进入串口服务器进行固件、端口和硬件状态的配置、更新及分析
10、TCP 连接中断时自动重新连接
11、IP30 等级工业环境机壳
12、轻薄设计,可DIN 轨或面板安装
13、宽温
14、支持PC 虚拟COM 口
15、兼容Modbus TCP/IP
六、应用案例
串口服务器应用没有什么明显的限制,但在某些领域是很常用的。最常用的有照相机和照明
控制, 楼宇安防,交通管理系统,零售及电子收款机设备等。
工业设备,如PLC、驱动器、发动机控制及过程分析仪都要用到串口设备。通过陆线通信、
蜂窝技术和卫星通信来访问串口设备也是可能的。
简而言之,串口服务器事实上显示了其宽泛的选择性与可能性,使工业环境更容易地扩展、
更新以及重构。
七、经济优势
以太网提升访问串口和网络的能力使得其既可以节省成本,又可以改善功能性。
对中西部生产公司来说,串口服务器可以限制冗余,容易地桥接所需距离,并进行集中化操
作。这些节省了大量的时间和成本。
以下几个实例有力地说明了串口服务器在工业领域的经济效益:
1、一个煤矿需要优化对矿井状态和设备的监控。通过现有的串口设备,串口服务器可以轻而易举地将控制信息发送到指定位置。
2、在科罗拉多州的雪坡上,通过将现行以太网电缆两端各置一台串口服务器,滑雪胜地就可以通过串口信道与每个雪橇的RS-485 端口实现集中通信。这就节省了大量布置(或埋线)更多线缆的成本。
3、一加大型商业航空公司对其电脑终端机进行重组,但新的电脑没有串口,不能连接到票证打印机。添加串口服务器很好地解决了这个问题,避免了更换成千上万的打印机,节约了很可观的成本。
八、小结
串口服务器为新技术所带来的通信障碍提供了理想的解决方案。通过使用串口服务器可很好
地解决由于较长的数据传输距离、集中型的监控、全球性的远程访问、更高地安全性要求以
及更多的连接所带来的一系列通信困难。
如果公司没有必要地另置了串行设备和网络,那他们简直是在浪费。最简单的事实就是, 给
串口设备添加以太网串口服务器是节约成本的最简便方法,并可以通过不同方法提高效率并
增强可操作性。
B&B 公司旨在为您提供最优质的技术支持
B&B 公司是世界领先的串口服务器制造商。使我们引以为荣的是我们的创新技术使得串口和
以太网应用得到了最佳结合。我们提供Vlinx 及其它用于多种以太网串口服务器以及数据
通信解决方案产品。我们的应用工程师可为您提供免费的专业咨询。