基于Ethernet/Internet/Intranet 嵌入式采集与控制系统解决方案

由于信息技术的发展,特别是Ethernet/Internet/Intranet的发展,已使人们的工作方式、学习方式及生活方式发生很大的改变，同样，对传统的自动化领域也产生了不小的影响，过去大多数自动化设备或系统比较独立，其信息封闭在有限的范围内，使其成为“信息孤岛“，现在这种情况正在发生或正要发生重大的变革，“孤岛“的信息有望与Ethernet/Internet/Intranet连接，新型的自动化设备也会搭乘 Ethernet/Internet/Intranet的信息快车，作为以技术为先导的集智达工控，积极投身在这场巨大的变革之中，为推动这场变革，推出了一系列经济适用的Ethernet/Internet/Intranet解决方案，其中包括体积很小的I-7188系列 和外形类似PLC 的I-8000/Ethernet系列。
I-7188E及I-8000/Ethernet本身是一个含有80188/40M主频CPU的PC机,其分别有256K-512K的FLASH ROM和SRAM,内置量身定做MINIOS7操作系统,与ROMDOS类似,但效率很高,一个10M ETHERNET 接口及多种串行通信口选择（RS-232/422/485），内置看门狗电路及-25度至75度的工作温度范围 ,使其可用于恶劣的工业环境,再配有A/D、D/A、热电阻、热电偶、DIO、定时计数、位置控制、编码输入、RS-232/485/422通信等丰富I/O功能,可以这样说，I-7188E及I-8000/Ethernet是真正意义上的带ETHERNET接口的新一代PC-BASED控制器，在这些硬件基础上，在分别给I-7188E和I-8000/Ethernet配以不同的软件，即可完成虚拟串口、ETHERNET I/O、WEB SERVER等多种功能，这些软件支持TCP、UDP、IP、ICMP、ARP、RARP协议，满足不同的需要。
工作原理如下图所示：



一、I-7188E系列
在以往的自动化装置或系统中，有很多带RS-232/422/485接口，解决他们上网有很多方案,其中最常用的就是前置机或网关,这些设备其实就是一台电脑+网卡+串行通信卡+通信软件,这种方案复杂、造价高，其软件要么用户无法更改，灵活性差，要么需要完全自己开发,工作量及难度大，如果操作系统为WINDOWS平台，可靠性也令人担忧，而I-7188E系列产品的出现，完全解决了这些难题，它既提供了完全透明的RS-232/422/485到以太网的转换器:I-7188EN，又提供了用户可以灵活编程的RS-232/422/485及I/O至ETHERNET的转换控制器:I-7188EX/EA。

1、I-7188EN:RS-232/422/485至ETHERNET转换器（或称为网关）
I-7188EN提供1～8口RS-232/422/485至ETHERNET透明转换，每个I-7188EN提供工具软件可设定其IP地址，子网掩码，网关IP地址甚至MAC地址，通过安装上位机虚拟串口驱动程序，使用户面对的就不是复杂的TCP/IP编程，而仍然是用户熟悉的RS-232/422/485通信的编程，也就是说通过以太网及驱动程序，为用户提供一条透明RS-232/422/485访问通路，如果原来上位机已有应用程序或SCADA软件，则不需改动程序，只需将原先连接的实际串口号改为虚拟串口号即可。
连接框图如图1:


2、I-7188EX/EA:可编程的RS-232/422/485及I/O至ETHERNET的转换控制器
7188EX/EA工作方式有两种,一种是由厂家提供基于TCP/IP通信框架,而用户的应用程序嵌入在大框架内,其好处是用户只需编写自己的串口通信程序或I/O程序,与上位机通信数据放入相应数据区即可,不需关心TCP/IP通信,这样,既完成了串口与以太网的数据转换,又可完成自己特定的功能,有很大的灵活性,程序框图如图示。而另一种工作方式为全部自己编程，因为I-7188EX/EA实际上是一个带以太网及串口的最小的PC机，内嵌类似DOS系统，有FLASH ROM及SRAM，随模块带有开发工具及TCP/IP及串行通信等 C语言库函数及丰富的范例，用户可利用PC机BC3.1编写程序,然后通过串口下载到7188EX/EA内,完成复杂快速的功能,应用框图如下:


二、I-8000/Ethernet系列
I-8000/ETHERNET与I-7188E有些类似,但与I-7188E相比,它具有丰富的I/O功能,它有4/8个I/O插槽,它提供A/D、D/A、DI、DO、DIO、定时/计数、RS-232/422/485通信、位置控制、编码输入等近70种I/O模块,并可通过RS-485扩展单元进行扩展, I-8000/ETHERNET根据灌入程序不同分为三种类型:

※ETHERNET I/O：灌入8KE10.EXE程序,型号为8430/8830,此种方式需要在上位机安装虚拟串口程序,应用程序通过RS-232发送指令,即可直接操作I/O模块,可与流行组态软件如FIX/IFIX直接相连，下位机不需编程。

※ETHERNET I/O 控制器：下位机灌入Xserver程序，型号为8431/8831，与第一种相比有很大灵活性，可提高本地控制功能及通信效率，该Xserver程序可在已有程序框架内加入用户自己的一部分程序连接而成，用户不需编写TCP/IP通信部分；为实现更大的灵活性及实现更高效率，用户也可利用库函数编写下位机程序，包括TCP/IP通信、I/O操作、RS-485扩展通信等；上位机软件可通过VB/VC及WINSOCK编程，与下位机通信。当下位按MODBUS/TCP通信协议编程，上位机也可用IFIX/FIX组态软件。
当下位机灌入WEB SERVER程序,则上位机可通过IE或NETSCAPE浏览器来监控现场设备。

※ETHERNET软逻辑控制器：型号为8437/8837，下位机灌入ISaGRAF引擎，通过ISaGRAF开发包编制符合IEC-61131-3的程序，并下载到下位机运行，该软件支持MODBUS/TCP，可直接与FIX/IFIX等支持MODBUS/TCP的组态软件连接。

如图所示：