簡(jiǎn) 介 使用GPRS與動(dòng)態(tài)IP，實(shí)現(xiàn)可靠而低成本的SCADA-RTU間通信。 本應(yīng)用實(shí)例對(duì)連接遠(yuǎn)程終端（RTU）和監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）系統(tǒng)之間的通信系統(tǒng)進(jìn)行了概述。除了介紹橫河電機(jī)STARDOM FCN/FCJ智能型遠(yuǎn)程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包之間的遙測(cè)通信連接，本文中還包括以下內(nèi)容: - 通過(guò)使用GPRS降低成本 - 支持多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商（ISP）配置 - GPRS的故障轉(zhuǎn)移通信功能 預(yù)期收益 通過(guò)利用商用的通用（COTS）網(wǎng)絡(luò)組件降低初期投資 通過(guò)減少數(shù)據(jù)包數(shù)量降低通信系統(tǒng)成本 背 景 在很多行業(yè)以及具體應(yīng)用中都要求遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)視，比如石油與天然氣、電力、水處理以及環(huán)境監(jiān)測(cè)。在這些具體應(yīng)用中，相當(dāng)多的遠(yuǎn)程終端（RTU）從很遠(yuǎn)的或者危險(xiǎn)場(chǎng)所中的設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并向中央主控室（CCR）的SCADA終端發(fā)送數(shù)據(jù)記錄和報(bào)警。在遠(yuǎn)程終端（RTU）和SCADA系統(tǒng)間安裝的遙測(cè)設(shè)備負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)。使用遙測(cè)技術(shù)的根本性問(wèn)題是成本（初投資與通信費(fèi)用）和通信的穩(wěn)定性。隨著偏遠(yuǎn)地區(qū)IT網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的改善，遙測(cè)應(yīng)用中的商用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動(dòng)成本，并且可以提供相對(duì)穩(wěn)定的通信。 通過(guò)使用GPRS降低成本 不管實(shí)際上是否發(fā)送數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的電話線在連接時(shí)間內(nèi)的每一分鐘都會(huì)付費(fèi)。另一方面，在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）中使用GPRS移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是通信的流量，而不取決于連接時(shí)間。為了最大限度地利用GPRS，橫河電機(jī)的STARDOM FCN/FCJ智能遠(yuǎn)程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包設(shè)計(jì)了數(shù)項(xiàng)功能，以減少必須發(fā)送的軟件包數(shù)量。這種無(wú)需在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)等待（如報(bào)警）的方式大大降低了通信費(fèi)用。在最近的一個(gè)項(xiàng)目中，成功減少了80%的軟件包數(shù)量。 從理論上來(lái)說(shuō)GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見(jiàn)的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因?yàn)樗艿侥承┮蛩氐南拗?，比如到基站（BTS）的距離，以及同一區(qū)域內(nèi)的用戶(hù)數(shù)量。 例外報(bào)告： 如果所有數(shù)據(jù)都要保存的話，RTU上的數(shù)據(jù)記錄量將極為龐大。為了減少儲(chǔ)存數(shù)據(jù)量，F(xiàn)CN/FCJ僅記錄最終時(shí)間戳以后發(fā)生變化的數(shù)據(jù)。FAST/ TOOLS定期監(jiān)視在FCN/FCJ上發(fā)生變化的數(shù)據(jù)，并且僅在一些特定情況下采集數(shù)據(jù)，比如當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生變化，報(bào)警發(fā)生，或者操作員按下刷新按鈕。當(dāng)FAST/TOOLS讀取數(shù)據(jù)時(shí)，它被加蓋時(shí)間戳，并合并入其趨勢(shì)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即使在網(wǎng)絡(luò)故障以及需要恢復(fù)時(shí)也能確保完整的趨勢(shì)數(shù)據(jù)圖表。 多種ISP配置的支持 FCN/FCJ RTU能通過(guò)ISP連接到GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)。盡管根據(jù)國(guó)家與地區(qū)不同服務(wù)類(lèi)型各異，ISP均會(huì)按常規(guī)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）地址分配。 IP地址 一個(gè)IP地址是分配給設(shè)備的唯一地址，這樣它們就能在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上互相識(shí)別和通信。一共有兩種IP地址: 一種是靜態(tài)IP地址，它是網(wǎng)絡(luò)中唯一且固定的IP地址；另一種是動(dòng)態(tài)IP地址，它在設(shè)備每次啟動(dòng)時(shí)由動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）進(jìn)行分配。 使用靜態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信 RTU與SCADA基于靜態(tài)IP地址進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)。 [align=center] 靜態(tài)IP地址[/align] 使用動(dòng)態(tài)IP地址進(jìn)行RTU與SCADA的通信 假如ISP不提供靜態(tài)IP地址，或假如靜態(tài)IP地址的服務(wù)費(fèi)比動(dòng)態(tài)IP地址高，從而無(wú)法為每一臺(tái)RTU提供一個(gè)靜態(tài)IP地址，這種情況下，就必須使用動(dòng)態(tài)IP地址。此時(shí)，要求動(dòng)態(tài)域名系統(tǒng)（DDNS）將主機(jī)名轉(zhuǎn)換成動(dòng)態(tài)IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個(gè)固定的主機(jī)名進(jìn)行通信。即使本地供應(yīng)商不能提供DDNS服務(wù)，F(xiàn)AST/TOOLS和FCN/FCJ RTU也能與位于相同機(jī)房的DDNS服務(wù)器構(gòu)成FAST/TOOL系統(tǒng)，從而互相進(jìn)行通信。FCN/FCJ RTU自主發(fā)送其主機(jī)名和IP地址到DDNS服務(wù)器，該服務(wù)器擁有一個(gè)固定的IP地址，之后由DDNS管理FCN/FCJ RTU的主機(jī)名與IP地址。 [align=center] 動(dòng)態(tài)IP地址[/align] GPRS的故障轉(zhuǎn)移通信 如你所知，GSM移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)會(huì)受到天氣條件或電信號(hào)干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無(wú)法進(jìn)行。這種情況下，基于GSM網(wǎng)絡(luò)的、SCADA系統(tǒng)與RTU之間的GPRS連接隨時(shí)會(huì)中斷。但是FCN/FCJ RTU能自動(dòng)重建通信連接 通過(guò)監(jiān)視點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PPP）狀態(tài)進(jìn)行重新連接 FCN/FCJ智能型RTU使用嵌入式PPP協(xié)議建立GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。假如PPP通信連接中斷，F(xiàn)CN/FCJ RTU就會(huì)監(jiān)視PPP狀態(tài)，并定期重建與GPRS網(wǎng)絡(luò)的連接。借助這種功能，F(xiàn)AST/TOOLS與FCN/FCJ RTU之間的連接就得到了保證。這一功能與系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的性能相結(jié)合，可以確保數(shù)據(jù)永不丟失: 只要重建通信連接，F(xiàn)AST/TOOLS就會(huì)自動(dòng)“抓取”數(shù)據(jù)。 結(jié) 論 SCADA遙測(cè)系統(tǒng)在石油與天然氣、環(huán)境監(jiān)測(cè)、以及水處理等領(lǐng)域中得到應(yīng)用，所以它被要求必須能覆蓋廣泛的區(qū)域，并且能夠在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，同時(shí)，還要兼具運(yùn)行成本低的特點(diǎn)。借助FAST/TOOL SCADA軟件包和FCN/FCJ智能型RTU，橫河電機(jī)正在幫助其客戶(hù)提高成本競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)品質(zhì)量。