簡 介 使用GPRS與動態(tài)IP，實現(xiàn)可靠而低成本的SCADA-RTU間通信。 本應(yīng)用實例對連接遠(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STARDOM FCN/FCJ智能型遠(yuǎn)程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包之間的遙測通信連接，本文中還包括以下內(nèi)容: - 通過使用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 通過利用商用的通用（COTS）網(wǎng)絡(luò)組件降低初期投資 通過減少數(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。在這些具體應(yīng)用中，相當(dāng)多的遠(yuǎn)程終端（RTU）從很遠(yuǎn)的或者危險場所中的設(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)記錄和報警。在遠(yuǎn)程終端（RTU）和SCADA系統(tǒng)間安裝的遙測設(shè)備負(fù)責(zé)收發(fā)數(shù)據(jù)。使用遙測技術(shù)的根本性問題是成本（初投資與通信費用）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，遙測應(yīng)用中的商用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施會變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動成本，并且可以提供相對穩(wěn)定的通信。 通過使用GPRS降低成本 不管實際上是否發(fā)送數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的電話線在連接時間內(nèi)的每一分鐘都會付費。另一方面，在全球移動通信系統(tǒng)（GSM）中使用GPRS移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時，資費標(biāo)準(zhǔn)是通信的流量，而不取決于連接時間。為了最大限度地利用GPRS，橫河電機的STARDOM FCN/FCJ智能遠(yuǎn)程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包設(shè)計了數(shù)項功能，以減少必須發(fā)送的軟件包數(shù)量。這種無需在響應(yīng)時間內(nèi)等待（如報警）的方式大大降低了通信費用。在最近的一個項目中，成功減少了80%的軟件包數(shù)量。 從理論上來說GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因為它受到某些因素的限制，比如到基站（BTS）的距離，以及同一區(qū)域內(nèi)的用戶數(shù)量。 例外報告： 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。為了減少儲存數(shù)據(jù)量，F(xiàn)CN/FCJ僅記錄最終時間戳以后發(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，它被加蓋時間戳，并合并入其趨勢數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，即使在網(wǎng)絡(luò)故障以及需要恢復(fù)時也能確保完整的趨勢數(shù)據(jù)圖表。 多種ISP配置的支持 FCN/FCJ RTU能通過ISP連接到GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)。盡管根據(jù)國家與地區(qū)不同服務(wù)類型各異，ISP均會按常規(guī)實施網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP）地址分配。 IP地址 一個IP地址是分配給設(shè)備的唯一地址，這樣它們就能在一個網(wǎng)絡(luò)上互相識別和通信。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；另一種是動態(tài)IP地址，它在設(shè)備每次啟動時由動態(tài)主機配置協(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)費比動態(tài)IP地址高，從而無法為每一臺RTU提供一個靜態(tài)IP地址，這種情況下，就必須使用動態(tài)IP地址。此時，要求動態(tài)域名系統(tǒng)（DDNS）將主機名轉(zhuǎn)換成動態(tài)IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個固定的主機名進(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)送其主機名和IP地址到DDNS服務(wù)器，該服務(wù)器擁有一個固定的IP地址，之后由DDNS管理FCN/FCJ RTU的主機名與IP地址。 [align=center] 動態(tài)IP地址[/align] GPRS的故障轉(zhuǎn)移通信 如你所知，GSM移動電話網(wǎng)絡(luò)會受到天氣條件或電信號干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無法進(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連接隨時會中斷。但是FCN/FCJ RTU能自動重建通信連接 通過監(jiān)視點對點（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就會自動“抓取”數(shù)據(jù)。 結(jié) 論 SCADA遙測系統(tǒng)在石油與天然氣、環(huán)境監(jiān)測、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)境下運行，同時，還要兼具運行成本低的特點。借助FAST/TOOL SCADA軟件包和FCN/FCJ智能型RTU，橫河電機正在幫助其客戶提高成本競爭力和產(chǎn)品質(zhì)量。