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10.2.3.7 以公共电话网为介质组成的SDACA系统

以公共电话网为介质组成的SDACA系统一般用于上位机去下位机(远程终端装置)抄录有关数据,但也可完成监控任务,甚至修改下位机的组态。

(1)电话抄表的历史与现状   在工厂的调度室中,调度人员需对全厂生产、环保、物资、储运等各部门的状态进行监测,并编写操作运行报表,因而需从生产现场获取大量数据。调度人员为了免除长距离奔波,提高劳动效率,减轻劳动强度,往往喜欢通过打电话问数据,即调度人员拨打目的地的电话,对方操作人员接听后,根据调度人员的要求去表盘上读取相关表计的数据,告诉对方。然后调度人员做好记录,完成一次电话抄表程序。这是很多年以前的传统画面。

现代通信技术得到推广应用后,人们享受到现代科技的恩惠。例如人们拨通银行电话,按照语言提示的操作方法可去服务系统查询自己信用卡上的信用记录,获得语言应答,如果此电话是传真机所带,还可将信用记录打印出来。

随着计算机的售价越来越低廉和计算机应用技术的发展,由计算机通过公共电话网去现场表计自动抄表的方法,也在悄悄地流行,大有高速增长之势。

(2)电话抄表系统的结构形式   以计算机为核心,利用公共电话网实现远程抄表属主从通信。图10.26所示为典型系统。按一个电话号码下面所连接的待抄录仪表台数多少分类,其结构有两种,即点对点通信和多站通信。

  

               图10.26 计算机远程抄表系统

① 点对点通信。点对点通信结构在一个电话号下只连接一台仪表,该台仪表应带有RS-232通信口,该通信口的调制解调器MODEM挂到公共电话网上。而计算机的一个串行通信口也经MODEM挂到公共电话网上。当计算机中预先设置的定时抄表时刻到来时,计算机自动拨通远程终端电话号,下位机响应后,将智能仪表(下位机)中的指定数据打包传送给上位机。

②多站通信。多站通信结构是在一个电话号下面连接多台具有通信能力的仪表。多台仪表之间可能相距较远,一般用RS-485标准,由于MODEM只能与RS-232通信口连接,所以在MODEM与仪表之间需增设RS-485/RS-232通信转换器。各台仪表通信口的两根线H和L相互并联后接到通信转换器的RS-485侧相应的端子上。各台仪表与MODEM之间的距离最多为2km,如果超过2km就须增设中继器。

(3)电话抄表的特点   电话抄表这一技术之所以引起人们的广泛兴趣并迅速获得现场应用是因为它有许多独特的优点。

①通信不受空间限制。以往的数据采集一般都是靠专门敷设的通信电缆,但若距离很远而采样点又不多,单独敷设一路电缆就不合算了。在有的情况下,即使敷设一路电缆就不合算了。在有的情况下,即使有钱想敷设一路专用通信线也难以实现。例如上海浦东某热力公司在敷设热能数据采集专用电缆时,有几幢宾馆大厦,其周围已用大块的精美大理石装饰完毕,不可能开沟埋设电缆,更不可能用架空的方法敷设电缆,最后,电话抄表就成为解决困难的有效方法。

电话抄表不受空间限制,只要公共电话网到达之处,都能应用。

②通信质量高。电话抄表具有有线通信的各种优点,不易受到外界干扰,通信质量高。

③利用内线电话实现电话抄表无需支付话费,既省事又省钱。

④抄录内容可根据用户需要在下位机中约定,并据此形成通信协议。下面将要对典型流量仪表(远程终端)的通信协议作简单介绍。

⑤电话抄表也可根据需要将下位机故障诊断结果抄入计算机,从而实现对相关仪表的运行状态进行监视,并由计算机编制事件记录日报表、月报表等各种报表。

⑥电话抄表技术同带有海量存储器的智能仪表配合,一次通信可以抄录相当长一段时间内的历史数据,由计算机绘制各指定变量的24h记录曲线,从而可取代一个计量点设置一台打印机的传统方法,节省投资。

⑦ 计算机通过公共电话网自动抄表客观准确,增强买方对数据的信任度,完全杜绝由于抄表人员的疏忽和遗漏造成的差错。

(4)电话抄表的实施

①通信协议。数据通信系统协议控制着网络内所有设备所共用的语言结构和报文格式,是实现通信的关键。协议决定如何建立或中断主从设备之间的联系,如何使发送和接收装置协调一致,如何井然有序地交换报文,如何检测错误。图10.27所示为协议控制地主从设备询问应答环路。

        

                          图10.27 主从设备应答环路

Modbus通信协议是GOULD INC.注册的通信协议商标,它的特点是将通信参与者规定为“主”(Master)和“仆”(Slave),“主”的一方要首先向“仆”的一方发送通信请求指令,“仆”方根据请求指令中的内容向“主”方发回数据,一个“主”可以向多个“仆”发送请求,最多可有255个“仆”,每个“仆”都具有一个自己的编号(不能重复),该编号称为“仆”方的地址(Slave Address)或称为“仆”方的识别码(Slave ID)。“主”方发送的通信请求指令及“仆”方发回的通信字符串均以“仆”方的地址开头,同一网络中每个“仆”只读发给自己的指令,对发给其他“仆”的指令视而不见。该协议只对各种通信的字符串格式作了规定,并不对通信参数作规定。由于这种协议具有许多重要的优点,因此被国际上的许多大公司普遍采用,而这些公司自己原有的通信协议则有渐渐被冷落的趋势。

②举例。下面列举的采用这种协议的典型流量显示仪,属于Modbus的RTU方式,它们的数据内容和通信格式如下。

a.上位机发送的指令

站号

功能代码

内容长度

CRC校验麻

1~255

03

N

2字节

b.FC6000型通用流量演算器

通信内容:事件代码、累积流量、瞬时流量、累积热量、瞬时热量(热流量)、流体温度、流体压力、流体密度共8个数据。

通信长度为37个字节,其格式为:

站号

功能代码

内容长度

1~255

3

32

 

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