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10.2 流量演算器與外部設備的通信(續3)

   ①數據字節長度(Date Length)。Modbus協議是依每個數據的起始位和停止位來實現同步,屬起停同期式(Start-Stop Synchronisation)。

    串行接口在不傳輸信號時,信號點一直處于高電位。如果不使用起始符號,系統無法識別以高電位開始的數據,因此起停同期式將第一個低電位比特規定位起始符。數據開始的第一個低電位比特只標志著數據的開始,不作為數據的一部分。當起始符后的8比特傳送完畢后有一個宗旨符,它是高電位比特。隨后再出現的下一個低電位比特就是下一個數據的起始符,如圖10.22所示。

   

                   圖10.22數據字節長度

Modbus有RTU(Remote Ter-minal  Unit )和ASCⅡ兩種傳送方式。傳送同樣的指令,RTU方式所用的字節數比ASCⅡ方式短得多,因此,RTU方式通信速度快,用得更廣泛。在使用RTU方式時,數據字節長度為8比特,加上起始符和終止符,每個數據字節長度為10比特。相鄰兩個字節之間還要保留一定的距離,這個距離并非固定不變,其平均距離一般可按6比特計算,因此,一個字節的平均長度可按16比特計算。

②通信失敗對通信時間的影響。某臺設備如果第一次通信成功,則只需將規定字節數的數據傳輸到對方,但若一次通信失敗,在CPU控制下進行第二次嘗試,如果連續3次失敗,則該點通信報錯并進行下一臺設備的通信,這里,重復通信次數由編程決定,可以多于也可以少于3次。所以,通信失敗就意味著消耗較多的時間。估算掃描時間時可按正常通信3倍計。

③通信最短時間估算。計算機對遠程終端設備數據采集一遍所需要的最短時間可按式(10.1)估算。

                                       (10.1)

式中   T——數據采集一遍最短時間,s;

       * ——數據字節平均長度,比特/字節;

       L ——第 種設備通信內容長度,字節/臺;

       N ——第 種設備實現正常通信的臺數,臺;

       * ——預置的重復采集次數;

       N ——第 種設備通信失敗的臺數,臺;

       * ——波特率,比特/s。

以下舉例說明。

有一系統其數據來自50臺FC6000型流量演算器和50臺FC3000智能流量積算儀,其中有2臺FC3000型儀表通信失敗。因前者數據長度為37字節,后者數據長度為17字節,則 =9600比特/s,因b=16比特/字節,取a=3,代入式(10.1)計算得T=4.5s。該計算結果僅為采樣一遍所需的最短時間,實際上,在完成當前點數據采集之后,還要預留出一段時間以便進行存盤、數據處理等項操作,因此,數據更新一次所需要的時間要比采樣一遍所需要的最短時間長,一般可按最短時間的1.2~1.3倍估算。

10.2.3.3用無線電作傳輸介質的系統

前面所述的專用通信線將遠程終端與上位機(操作站)連接起來組成的SCADA系統具有抗干擾能力強,可靠性高等優點,但是如果遠程終端與操作站之間距離遙遠,要為SCADA系統專門敷設通信線,就有可能投資太大,不盡合理,或根本無法實現,在這種情況下,以無線電作傳輸介質將遠程終端與上位機連接起來的方案顯示了其獨特的優越性。

(1)系統組成   以無線電作傳輸介質組成的系統,其硬件結構分兩部分,即上位機經com口與無限收發器可以只與一個遠程終端連接,遠程終端(下位機)經RS-485通信口與從臺的無線收發器連接,一個從臺無線收發器可以只與一個遠程終端連接,也可經雙絞線與若干個遠程終端連接,但與遠程終端之間的距離不宜超過2km,如果超過2km,必須每個2km增設一臺中繼器。遠程終端裝置與上位機之間的數據通信經由數傳電臺實現,上位機采用分時制脈沖編碼調制(PCM)技術,在一條信道上與各遠程終端傳送不同的控制信號與數據,為了使各個數據從臺的數據不致混淆,在系統中需自定義一個協議,其原則是:主臺以廣播方式呼叫,呼叫數據包中包含從臺的ID號,于是相應的從臺將數據送回給主臺。遠程終端通過標準串行口RS-485與數據從臺通信,其典型結構圖如圖10.23所示。

  

                      圖10.23  數據從臺與主臺

(2)天線的架設  主臺的天線應架設在操作站附近最高建筑物的頂部,為直立式無向天線。從臺的天線根據地形架設在相應的高處,為有向天線,其通信聚焦在對準主臺。需要注意的是要避免高于周圍的避雷裝置。

(3)具有無線通信接口的設備   在有些SCADA系統中,有時并無獨立的無線收發器。這是因為將無線收發器與計算機做在一起,將無線收發器與遠程終端做在一起,成為具有無線通信能力的專用設備,如圖10.25中所示的設備。圖中雖然看不到獨立的無線收發器,但無線收發的功能卻是具備的,程序設計的差別也不大。

 

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