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10.2 流量演算器与外部设备的通信(续3)

   ①数据字节长度(Date Length)。Modbus协议是依每个数据的起始位和停止位来实现同步,属起停同期式(Start-Stop Synchronisation)。

    串行接口在不传输信号时,信号点一直处于高电位。如果不使用起始符号,系统无法识别以高电位开始的数据,因此起停同期式将第一个低电位比特规定位起始符。数据开始的第一个低电位比特只标志着数据的开始,不作为数据的一部分。当起始符后的8比特传送完毕后有一个宗旨符,它是高电位比特。随后再出现的下一个低电位比特就是下一个数据的起始符,如图10.22所示。

   

                   图10.22数据字节长度

Modbus有RTU(Remote Ter-minal  Unit )和ASCⅡ两种传送方式。传送同样的指令,RTU方式所用的字节数比ASCⅡ方式短得多,因此,RTU方式通信速度快,用得更广泛。在使用RTU方式时,数据字节长度为8比特,加上起始符和终止符,每个数据字节长度为10比特。相邻两个字节之间还要保留一定的距离,这个距离并非固定不变,其平均距离一般可按6比特计算,因此,一个字节的平均长度可按16比特计算。

②通信失败对通信时间的影响。某台设备如果第一次通信成功,则只需将规定字节数的数据传输到对方,但若一次通信失败,在CPU控制下进行第二次尝试,如果连续3次失败,则该点通信报错并进行下一台设备的通信,这里,重复通信次数由编程决定,可以多于也可以少于3次。所以,通信失败就意味着消耗较多的时间。估算扫描时间时可按正常通信3倍计。

③通信最短时间估算。计算机对远程终端设备数据采集一遍所需要的最短时间可按式(10.1)估算。

                                       (10.1)

式中   T——数据采集一遍最短时间,s;

       * ——数据字节平均长度,比特/字节;

       L ——第 种设备通信内容长度,字节/台;

       N ——第 种设备实现正常通信的台数,台;

       * ——预置的重复采集次数;

       N ——第 种设备通信失败的台数,台;

       * ——波特率,比特/s。

以下举例说明。

有一系统其数据来自50台FC6000型流量演算器和50台FC3000智能流量积算仪,其中有2台FC3000型仪表通信失败。因前者数据长度为37字节,后者数据长度为17字节,则 =9600比特/s,因b=16比特/字节,取a=3,代入式(10.1)计算得T=4.5s。该计算结果仅为采样一遍所需的最短时间,实际上,在完成当前点数据采集之后,还要预留出一段时间以便进行存盘、数据处理等项操作,因此,数据更新一次所需要的时间要比采样一遍所需要的最短时间长,一般可按最短时间的1.2~1.3倍估算。

10.2.3.3用无线电作传输介质的系统

前面所述的专用通信线将远程终端与上位机(操作站)连接起来组成的SCADA系统具有抗干扰能力强,可靠性高等优点,但是如果远程终端与操作站之间距离遥远,要为SCADA系统专门敷设通信线,就有可能投资太大,不尽合理,或根本无法实现,在这种情况下,以无线电作传输介质将远程终端与上位机连接起来的方案显示了其独特的优越性。

(1)系统组成   以无线电作传输介质组成的系统,其硬件结构分两部分,即上位机经com口与无限收发器可以只与一个远程终端连接,远程终端(下位机)经RS-485通信口与从台的无线收发器连接,一个从台无线收发器可以只与一个远程终端连接,也可经双绞线与若干个远程终端连接,但与远程终端之间的距离不宜超过2km,如果超过2km,必须每个2km增设一台中继器。远程终端装置与上位机之间的数据通信经由数传电台实现,上位机采用分时制脉冲编码调制(PCM)技术,在一条信道上与各远程终端传送不同的控制信号与数据,为了使各个数据从台的数据不致混淆,在系统中需自定义一个协议,其原则是:主台以广播方式呼叫,呼叫数据包中包含从台的ID号,于是相应的从台将数据送回给主台。远程终端通过标准串行口RS-485与数据从台通信,其典型结构图如图10.23所示。

  

                      图10.23  数据从台与主台

(2)天线的架设  主台的天线应架设在操作站附近最高建筑物的顶部,为直立式无向天线。从台的天线根据地形架设在相应的高处,为有向天线,其通信聚焦在对准主台。需要注意的是要避免高于周围的避雷装置。

(3)具有无线通信接口的设备   在有些SCADA系统中,有时并无独立的无线收发器。这是因为将无线收发器与计算机做在一起,将无线收发器与远程终端做在一起,成为具有无线通信能力的专用设备,如图10.25中所示的设备。图中虽然看不到独立的无线收发器,但无线收发的功能却是具备的,程序设计的差别也不大。

 

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