式通信技藝在泵站扼制體系運用

1、最新式通信技藝在泵站扼制體系運用計算機(jī)技術(shù)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，使現(xiàn)代通信技術(shù)逐步 應(yīng)用于泵站監(jiān)控系統(tǒng)中，為泵站實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控創(chuàng)造了條件。科學(xué)地應(yīng) 用通信技術(shù)、合理地選擇通信協(xié)議是保證泵站通信可靠性和實時性的 重要途徑。本文結(jié)合深圳沙灣泵站工程，介紹一種基于協(xié)議通信的泵 站監(jiān)控系統(tǒng)。特點是一種應(yīng)用層報文協(xié)議，它位于開放系統(tǒng)互連模型 的第層，為連接在不同類型總線或網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間提供客戶服務(wù)器 的通信。目前，主要應(yīng)用在以下種網(wǎng)絡(luò)中采用各種傳輸媒介雙絞線光 纜、無線等的異步串行網(wǎng)絡(luò)基于的以太網(wǎng)絡(luò)高速令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)。 在不同網(wǎng)絡(luò)中的通信棧如圖所示。在本系統(tǒng)中，主要將它應(yīng)用于前種 網(wǎng)絡(luò)中。串行網(wǎng)絡(luò)中的

2、是標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)，通信速率可達(dá)，傳輸距離為。其 通信方式為單主的主從查詢回應(yīng)機(jī)制，只有主站發(fā)出查詢時，從站才 能給出響應(yīng)，從站不能主動發(fā)送數(shù)據(jù)。主站可以向某一個從站發(fā)出查 詢，也可以向所有從站廣播信息。從站只響應(yīng)單獨發(fā)給它的查詢，而不響應(yīng)廣播消息。應(yīng)用協(xié)議 定義了一個與底部通信層無關(guān)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元，由功能域和數(shù)據(jù)域組 成，功能域用于說明要完成的功能，數(shù)據(jù)域包括本幀數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù) 量、數(shù)據(jù)字節(jié)一數(shù)據(jù)字節(jié)。在不同的總線或網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行協(xié)議映射時， 引人一些附加域以構(gòu)成合適的應(yīng)用數(shù)據(jù)單元。串行網(wǎng)絡(luò)中，在幀頭增 加地址域，指明與主站通信的從站地址在幀尾增加錯誤檢測域。基于以太網(wǎng)絡(luò)的與以太網(wǎng)結(jié)合成為，其通信速率與

3、以太網(wǎng)的速 率相同，到或更高，其傳輸媒介可采用雙絞線、光纖、同軸電纜（電 纜構(gòu)建裝置隱含的情況剖析）等，不同的傳輸媒介有著不同的傳輸距 離限制，如一為、一為、一最遠(yuǎn)支持，半雙工連接保證沖突檢測，全 雙工。它是以簡單的方式將幀嵌人到幀中，使其成為丁業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用 層協(xié)議。記報文服務(wù)采用的通信模式水電匆動捉毒六城盛側(cè)，該模式基 于種類型的報文請求客戶端為開始事務(wù)處理而發(fā)出的信息、指示服務(wù) 器端接收到的請求信息、響應(yīng)由服務(wù)器端發(fā)出的響應(yīng)信息、確認(rèn)客戶 端接收到的響應(yīng)信息。與標(biāo)準(zhǔn)的不同，在報文中不再有位循環(huán)兀余校 驗一或縱向冗余校驗域，因為協(xié)議和以太網(wǎng)的鏈路層校驗機(jī)制保證了 數(shù)據(jù)包傳遞的正確性。其報文具

4、體格式如示。報文中還增加了字節(jié)長的專用，包括字 節(jié)的事務(wù)處理標(biāo)志、字節(jié)的協(xié)議標(biāo)志、字節(jié)的隨后報文長度、字節(jié)的 單元標(biāo)志，用以識別的。監(jiān)視功能，當(dāng)與上位機(jī)系統(tǒng)脫機(jī)時，可獨立 完成監(jiān)視和控制功能。測量層主要由機(jī)組保護(hù)裝置、電容保護(hù)裝置、 變壓器及高低壓進(jìn)線保護(hù)裝置組成。主控層與現(xiàn)控層之間通過交換機(jī) 構(gòu)成邏輯總線式的以太網(wǎng)，通信媒介為雙絞線，通信協(xié)議采用。與現(xiàn) 場各智能保護(hù)裝置采用總線交換數(shù)據(jù)。其具體結(jié)構(gòu)如圖所示。匹到工控機(jī)觸摸屏通信模塊號奄幾組號 婦遨公用抓組高壓機(jī)組高壓變壓低壓泉護(hù)電容保護(hù)電容進(jìn)紛器保進(jìn) 線告晉保護(hù)裝置保護(hù)護(hù)保護(hù)圖深圳沙灣泵站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖基于°c 的請求響應(yīng)報文格式基

5、于協(xié)議的以太網(wǎng)絡(luò)，實質(zhì)上仍是以太網(wǎng)的具有 檢測沖突的載波偵聽多路接人媒體訪問控制技術(shù)，其通信方法是“對 等''，但仍然遵循主從原則。如果某節(jié)點發(fā)送消息，它只是作為主站, 并期望從從站得到回應(yīng)同樣，當(dāng)某節(jié)點接收到消息，它將建立一從站 回應(yīng)格式并返回給發(fā)送的設(shè)備。沙灣泵站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)沙灣泵站位于深圳水庫庫尾大望村，從 深圳水庫抽取東深水向深圳市區(qū)、保安區(qū)供水。取水規(guī)模萬，裝機(jī)容 量，裝機(jī)數(shù)量臺，用備口每臺水泵機(jī)組配一臺異步電動機(jī)，為補(bǔ)償系 統(tǒng)的無功損耗，并配有一套高壓無功補(bǔ)償裝置其他附屬設(shè)備有進(jìn)出口 蝶閥、加熱器、風(fēng)機(jī)等。按照一標(biāo)準(zhǔn)，泵站監(jiān)控系統(tǒng)采用全開放分層 分布式結(jié)構(gòu)，分為層，

6、依次為主控層、現(xiàn)控層和測量層閣。主控層由 套高性能工控機(jī)組成，既是服務(wù)器又是操作站，并互為熱備方式工作。 根據(jù)系統(tǒng)功能分布的特性，現(xiàn)控層設(shè)臺機(jī)組現(xiàn)地控制單元和臺公用。 主要完成對監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)預(yù)處理，負(fù)責(zé)向網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù) 信息，并自動服從主控層上位機(jī)的命令和管理。同時，各也具有控制、調(diào)節(jié)操作和采用通信的原因分析系統(tǒng)的 通信需求可知，泵站主控層網(wǎng)絡(luò)的主要任務(wù)是解決現(xiàn)場的機(jī)組、公用 與控制室內(nèi)的操作站、通信服務(wù)器之間的通信，要求能夠高速傳輸大 量信息數(shù)據(jù)和少量控制數(shù)據(jù)同時，現(xiàn)控層網(wǎng)絡(luò)又要保證能與現(xiàn)場實時 性不高、通信量相對少的測量層設(shè)備的通信。在可靠性和傳輸速率上達(dá)不到要求可尋址遠(yuǎn)程傳感器

7、數(shù)據(jù)通 路總線用戶支持較少，不易使用傳輸較快的在數(shù)據(jù)吞吐量上表現(xiàn)出 色，但作為歐洲標(biāo)準(zhǔn)，在我國的支持還不夠。而基于串行網(wǎng)絡(luò)、以太 網(wǎng)絡(luò)的較適于泵站使用，主要理由如下滿足通信實時性要求在主控層 網(wǎng)絡(luò)，一般采用以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線技術(shù)。與現(xiàn)場總線相比，以太網(wǎng)因其成本低廉、速率高、發(fā)展?jié)摿Υ?等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。而以太網(wǎng)的是種競爭式的機(jī)制，其本質(zhì)是 非實時和不確定的，網(wǎng)絡(luò)負(fù)載輕時幾乎沒有延時，負(fù)載重時，某些節(jié) 點的數(shù)據(jù)可能會延遲很長時間才能發(fā)送出去，或根本無法傳送。為此, 在應(yīng)用層采用確定性的主從式協(xié)議，這樣，用上層協(xié)議的確怎性消除 下層協(xié)議的不確定性，任何時刻在網(wǎng)絡(luò)上只有個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，不會 出現(xiàn)節(jié)

8、點沖突的現(xiàn)象，減少網(wǎng)絡(luò)重負(fù)載時數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。另一方面，以太網(wǎng)通信速率的提高在一定程度上減少了碰撞的 泵站自動化等一種基于通信的泵站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生，縮短了通信延時， 從而保證了網(wǎng)絡(luò)通信的實時性。保證通信可靠性基于以太網(wǎng)絡(luò)的從個方面保證了通信的可靠 性以太網(wǎng)層采用，具有極強(qiáng)的檢錯能力，通過此差錯檢測和重傳被 破壞的幀的機(jī)制，以保證通信的可靠性傳輸層是一個可靠的面向連 接的端到端協(xié)議，通信兩端在傳輸數(shù)據(jù)之前通過次握手建立連接，為 數(shù)據(jù)傳送提供可靠的服務(wù)應(yīng)用層的要求每一個請求報文都有應(yīng)答 報文，從而提高了數(shù)據(jù)通信的可靠性。滿足系統(tǒng)開放性要求目前，泵 站底層的智能監(jiān)控設(shè)備日漸增多，且一般是分期建設(shè)，因此，為了適 應(yīng)發(fā)展，使不同時期不同制造廠的產(chǎn)品能夠兼容互操作，需要一種開 放的通信系統(tǒng)。具有真正的開放性、透明性，其協(xié)議規(guī)范已在互聯(lián)網(wǎng)上公布， 是目前普遍采用