幾十年來，串口通信在廣泛工廠應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，助力可靠連接各類設(shè)備。盡管現(xiàn)在以太網(wǎng)通信已成為主流，大量既有設(shè)備仍然依賴串口通信。工廠管理者日益認(rèn)識到 OT/IT 融合能優(yōu)化運營效率，但真正要解決整合新舊系統(tǒng)難題的是現(xiàn)場工程師和系統(tǒng)集成商。好消息是，串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器等解決方案可以建立起串口設(shè)備和現(xiàn)代以太網(wǎng)系統(tǒng)之間的橋梁。不過，串口和以太網(wǎng)通信仍是兩種截然不同的數(shù)據(jù)傳輸方法，將串口數(shù)據(jù)遷移到以太網(wǎng)絡(luò)時，可能會影響 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和讀/寫性能。
Moxa NPort 串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器配有 Real COM 驅(qū)動程序，可在主機中創(chuàng)建一個虛擬 COM 端口，用于映射網(wǎng)絡(luò) IP 端口，允許邊緣串口設(shè)備與主機通信，如同通過串口電纜直接建立物理連接，且無需改變?nèi)魏未谲浖?yīng)用。此外，Real COM 驅(qū)動程序提供一系列高級功能，確保虛擬串口性能與真正的串口基本無異。
本文將解釋如何利用 Real COM 驅(qū)動程序在數(shù)控機床監(jiān)控和自動導(dǎo)引運輸車 (AGV) 監(jiān)控這兩項常見工廠應(yīng)用中輕松實現(xiàn)串口到以太網(wǎng)通信。
場景一：數(shù)控機床監(jiān)控
既有數(shù)控機床通常使用 RS-232 通信。要提高數(shù)控機床的生產(chǎn)率，實時數(shù)據(jù)至關(guān)重要?；跀?shù)據(jù)，運維人員能快速采取行動，減少故障停機時間，及時更改生產(chǎn)程序。為此，您需要利用遠(yuǎn)程監(jiān)控，從控制中心控制并監(jiān)控數(shù)控機床。要實現(xiàn)這一操作，您可以使用串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器在基于串口的數(shù)控機床和基于以太網(wǎng)的控制中心系統(tǒng)之間建立通信。但利用不同通信方式傳輸數(shù)據(jù)可能會影響網(wǎng)絡(luò)可靠性。此外，在以太網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換串口數(shù)據(jù)也會影響數(shù)據(jù)發(fā)送和接收性能。
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自動網(wǎng)絡(luò)重連功能確保持續(xù)連接
Real COM 驅(qū)動程序的高級自動網(wǎng)絡(luò)重連功能可確保數(shù)控機床與以太網(wǎng)系統(tǒng)始終保持連接。如果 TCP 連接斷開，同時 NPort 串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器沒有響應(yīng) Alive Check 數(shù)據(jù)包，Real COM 驅(qū)動程序?qū)⒎磸?fù)嘗試重建 TCP 連接，因此不必通過關(guān)閉端口、重啟軟件來恢復(fù)連接。
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Tx 模式和 Fast Flush 功能增強傳輸性能
為盡可能接近真正 COM 端口的操作性能，Real COM 驅(qū)動程序搭載多項特殊功能，用于提高數(shù)控機床監(jiān)控應(yīng)用的傳輸性能。首先，Tx 模式功能具備 Hi-performance 模式，允許 NPort 驅(qū)動程序在數(shù)據(jù)發(fā)送后立即通知應(yīng)用程序，以此提高傳輸性能，吞吐量高于經(jīng)典模式（在經(jīng)典模式下，NPort 驅(qū)動程序在收到 NPort 確認(rèn)后才會通知應(yīng)用程序）。
Fast Flush 功能專為 Windows 操作系統(tǒng)而設(shè)。在一些應(yīng)用中，用戶程序在讀寫數(shù)據(jù)前使用 Win32 PurgeComm() 功能。如果您的程序使用 PurgeComm() 功能，NPort 驅(qū)動程序?qū)⒉粩嘣儐柟碳?，確保在沖洗 NPort 固件緩沖區(qū)之前沒有數(shù)據(jù)在其中排隊，這一過程將延長響應(yīng)時間。為了適應(yīng)需要更短響應(yīng)時間的應(yīng)用，可啟用 Fast Flush 功能，NPort 驅(qū)動程序?qū)⒉辉僭儐柟碳苯記_洗本地緩沖區(qū)，這有效提高了傳輸性能。
場景二：AGV 監(jiān)控
AGV 在生產(chǎn)設(shè)施或倉庫中自動完成起重和運輸任務(wù)，是提高效率、降低勞動成本的有力幫手。通常情況下，磁帶引導(dǎo) AGV 沿預(yù)設(shè)路徑行駛，AGV 借助內(nèi)置的引導(dǎo)傳感器（如 RFID）跟隨移動。應(yīng)用軟件每隔 50 毫秒連續(xù)向 AGV 發(fā)送位置請求，以驗證其當(dāng)前位置，直到收到響應(yīng)。確定位置后，軟件就會立即發(fā)送任務(wù)指令。許多應(yīng)用程序?qū)κ瞻l(fā)數(shù)據(jù)有特定的超時限制。如果 AGV 的控制器不能及時回復(fù)位置請求，應(yīng)用程序就會不斷發(fā)出請求，導(dǎo)致整體通信效率低下。
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數(shù)據(jù)打包和強制傳輸功能控制傳輸時間
NPort 的 Real COM 驅(qū)動程序支持?jǐn)?shù)據(jù)打包功能，可決定何時/如何打包傳輸串口數(shù)據(jù)，以確保 AGV 通信順暢。根據(jù)設(shè)置，您的串口數(shù)據(jù)在達(dá)到指定數(shù)據(jù)包長度或檢測到特殊字符時將進(jìn)行打包。如果數(shù)據(jù)包未設(shè)定規(guī)則，或仍希望發(fā)送不完整的數(shù)據(jù)包，那么您可以通過強制傳輸功能預(yù)設(shè)最大時間間隔，以等待形成完整串口數(shù)據(jù)流。該功能基于字符間隔超時，迫使固件在指定時間內(nèi)將串口數(shù)據(jù)打包到同一數(shù)據(jù)幀中。啟用該功能后，NPort 串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器將僅在內(nèi)部緩沖區(qū)已滿或字符間歇時間超時的情況下通過 TCP/IP 傳輸存儲在緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)。
Moxa NPort 串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器為不同操作模式提供多種功能，能滿足您在工業(yè)應(yīng)用中的各類需求。此外，NPort 串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器具有多重安全功能，支持各類操作系統(tǒng)驅(qū)動程序，助您輕松連接串口設(shè)備與現(xiàn)代系統(tǒng)，實現(xiàn)安全通信。