一 簡(jiǎn)介
隨著我國(guó)工業(yè)的自動(dòng)化整體水平的提高，企業(yè)中的控制系統(tǒng)及控制設(shè)備的種類也越來越多;同時(shí)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各個(gè)企業(yè)也對(duì)DCS系統(tǒng)的要求也越來越高，除了要滿足常規(guī)的控制以外，還要求DCS系統(tǒng)能將控制系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)傳送到上位的MIS系統(tǒng)或SIS系統(tǒng)中去，進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理加工、共享、性能優(yōu)化。所有的這些，都對(duì)DCS系統(tǒng)提出了通訊問題，包括和其它DCS或PLC的通訊、以及與上位機(jī)的通訊。
在諫壁發(fā)電廠的四臺(tái)300MW機(jī)組(7#、8#、9#、10#)的DCS改造中，全部采用的Foxboro公司的I/A’s系統(tǒng)，與I/A’s通訊的裝置有893類智能數(shù)據(jù)采集前端、鍋爐高過壁溫分析系統(tǒng)、基于PC機(jī)的實(shí)時(shí)報(bào)表數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、PI海量數(shù)據(jù)庫(SIS系統(tǒng))，幾乎涵蓋了DCS系統(tǒng)與其他系統(tǒng)進(jìn)行通訊的所有方式：使用專業(yè)通訊硬件實(shí)現(xiàn)通訊、使用專業(yè)通訊軟件實(shí)現(xiàn)通訊、自行開發(fā)通訊程序(包括：串口通訊、TCP/IP通訊、FTP通訊、基于TCP/IP的MODBUS協(xié)議通訊)。
下面，將對(duì)以上幾種通訊方式的實(shí)現(xiàn)做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹并比較，給出在選擇通訊方式時(shí)的幾點(diǎn)建議。
二 利用硬件實(shí)現(xiàn)通訊
對(duì)于市場(chǎng)上廣泛使用的A-B公司PLC產(chǎn)品，F(xiàn)oxboro公司專門開發(fā)專用的通訊硬件--集成在I/A’s中的AB-STATION，通過AB-STATION，在I/A’s中可以直接對(duì)A-B的PLC進(jìn)行管理、組態(tài)、通訊及數(shù)據(jù)采集監(jiān)視，使整個(gè)系統(tǒng)既具有PLC快速的優(yōu)點(diǎn)，又具有DCS系統(tǒng)友好的人機(jī)界面，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理的優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于工業(yè)界廣泛采用的MODBUS協(xié)議(含ASCII協(xié)議及RTU協(xié)議)，F(xiàn)oxboro公司開發(fā)了多種符合MODBUS協(xié)議的硬件，主要有：MODBUSGATEWAY，MODBUSGATEWAYPLUS，適用于RS-232通訊及RS-485通訊，并可以選擇做為仆方或主方。采用專門的通訊硬件，可以與一切提供MODBUS協(xié)議通訊接口的設(shè)備進(jìn)行通訊，包括其它公司的DCS系統(tǒng)、PLC產(chǎn)品等。在上海Foxboro公司所實(shí)施的大部分需要進(jìn)行通訊的項(xiàng)目中均采用這種方式。
除以上兩種專門通訊硬件外，F(xiàn)oxboro公司還有一個(gè)可以自定義協(xié)議的通訊硬件—FOREIGNDEVICEINTIGRATOR30(設(shè)備集成器30)。使用此通訊硬件，需要通訊的雙方只要定義好通訊數(shù)據(jù)包格式(包括數(shù)據(jù)包報(bào)頭信息、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)包報(bào)尾信息)和通訊參數(shù)(包括起始位、停止位、數(shù)據(jù)位、波特率)即可實(shí)現(xiàn)通訊。在鎮(zhèn)江電廠項(xiàng)目中，上海Foxboro公司就采用這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)了與GEPLC及無錫陽山智能數(shù)據(jù)采集前端的通訊，大大減少了用戶的投資。
此外，對(duì)于市場(chǎng)上使用較多的PLC和DCS產(chǎn)品，F(xiàn)oxboro公司提供專門的通訊軟件進(jìn)行通訊。
以上所有的通訊方式所采用的硬件是一樣的：通訊處理機(jī)30(COMMUNICATIONPROCESSOR30)，不同之處在于所選用的通訊軟件不一樣。
對(duì)于MODBUS協(xié)議，采用的波特率通常為9600bps，因此每秒所能通訊的數(shù)據(jù)包是有限制的。
對(duì)于MODBUS協(xié)議，如果MODBUS設(shè)備不同，每個(gè)通訊包所能通訊的量是不一樣的，通常使用的548設(shè)備可以通訊到256個(gè)字節(jié)，亦即128個(gè)模擬量或2048個(gè)數(shù)字量。
標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊幀格式為：“〈仆方地址〉〈功能碼〉〈起始地址〉〈數(shù)據(jù)傳送量〉〈校驗(yàn)碼〉”。對(duì)于不同的設(shè)備具有不同的MODBUS地址;同一設(shè)備，不同數(shù)據(jù)類型(外部寄存器、內(nèi)部寄存器、外部保持線圈、內(nèi)部保持線圈等)具有不同的功能碼;同一數(shù)據(jù)類型，讀/寫操作不同時(shí)，也具有不同的功能碼。
因此，在考慮MODBUS協(xié)議通訊時(shí)，不能只看有多少個(gè)模擬量/數(shù)字量，而必須同時(shí)考慮：有多少個(gè)設(shè)備，每個(gè)設(shè)備的通訊模擬量/數(shù)字量數(shù)據(jù)有多少，數(shù)據(jù)是否雙向傳送，通訊速率為多少。綜合考慮以上因數(shù)后，計(jì)算出需要多少個(gè)通訊處理器。
需要強(qiáng)調(diào)的是：Foxboro公司的硬件通訊產(chǎn)品COMM30與許多公司的硬件通訊方式通過采用插在工程師站/操作員站主板上的串口通訊卡實(shí)現(xiàn)不同，F(xiàn)oxboro公司的COMM30具有專用的CPU芯片，獨(dú)立于工程師站及操作員站運(yùn)行，是控制網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)獨(dú)立的處理站，即使在工程師站/操作員站死機(jī)時(shí)仍能保證通訊的正常運(yùn)行，這在參與控制的通訊(如與定排程控、吹灰程控等)中顯的尤為重要。
三 用專業(yè)通訊軟件實(shí)現(xiàn)通訊
專業(yè)的通訊軟件主要分為兩類：一類實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與傳送，另一類實(shí)現(xiàn)流程畫面的實(shí)時(shí)傳送。
3.1數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及傳送
用Foxboro公司開發(fā)的通訊軟件或利用第三方開發(fā)的針對(duì)I/A’s的通訊軟件實(shí)現(xiàn)通訊是一種非常方便的辦法，它可以大大縮短項(xiàng)目周期。
Foxboro公司的專業(yè)通訊軟件從早期的DataforWindow、PIMS中的DataLink到現(xiàn)在使用的AIM*AT軟件秉承始終如一的思想，利用AISAPI(FOXAPI的早期版本)，F(xiàn)OXAPI的內(nèi)部函數(shù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)讀寫;利用TCP/IP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在I/A’s與PC機(jī)之間的雙向傳送;利用DDE技術(shù)將I/A’s的數(shù)據(jù)在支持DDE技術(shù)的程序(如：Excel、Lotus1-2-3、Delphi等)中顯示，同時(shí)提供VB調(diào)用函數(shù)，便于用戶的二次開發(fā)。該軟件的最快傳送速率為0.1秒。在目前的項(xiàng)目中，比較多的采用了這種辦法。
對(duì)于目前較流行的OPC通訊協(xié)議，F(xiàn)oxboro公司提供專門的OPC通訊軟件，同時(shí)也可以選用第三方，如：MATRICON公司的OPC通訊軟件。
第三方通訊軟件主要是美國(guó)OSI公司的PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。OSI公司的PI系統(tǒng)基于C/S結(jié)構(gòu)，能將100多家的DCS系統(tǒng)或PLC中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到WindowNT服務(wù)器中，利用其專利的“螺旋門壓縮”技術(shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮加工，使其保存周期可長(zhǎng)達(dá)數(shù)年以上(取決于硬盤容量)。同時(shí)，利用其強(qiáng)大的系統(tǒng)工具實(shí)現(xiàn)二次開發(fā)，包括流程畫面顯示、趨勢(shì)顯示、優(yōu)化處理、性能計(jì)算等。PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫在Foxboro的I/A’s中的應(yīng)用在國(guó)外已經(jīng)有了上百個(gè)成功使用的業(yè)績(jī)。諫壁發(fā)電廠利用PI系統(tǒng)將其#7、#8、#9、#10四臺(tái)300MW機(jī)組多達(dá)20，000點(diǎn)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)傳送、長(zhǎng)達(dá)2年的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并利用其強(qiáng)大的二次開發(fā)工具，為全廠MIS(或SIS)系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)服務(wù)。
專業(yè)的通訊軟件，如：PI，除了具有高率、高速、數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)、安全可靠、功能強(qiáng)大、界面友好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)外，通常在數(shù)據(jù)傳送時(shí)還具有以下特性：
l采用“例外報(bào)告”方式：設(shè)定數(shù)據(jù)需要傳送的變化范圍，對(duì)未超過變化范圍的數(shù)據(jù)不傳送，這一機(jī)制大大降低了通訊負(fù)載。
l具有“數(shù)據(jù)緩存”機(jī)制：在網(wǎng)絡(luò)通訊中斷時(shí)，將需要傳送的數(shù)據(jù)緩存在工作站的硬盤上，待網(wǎng)絡(luò)通訊恢復(fù)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)通訊的空閑時(shí)再將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫中。這一機(jī)制保證了數(shù)據(jù)不丟失。
3.2流程畫面的實(shí)時(shí)傳送
將流程畫面實(shí)時(shí)傳送到PC機(jī)上，可以使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和運(yùn)行管理人員、熱工儀表維護(hù)人員可以及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行情況，便于整個(gè)企業(yè)的資源共享、狀態(tài)監(jiān)視及物流管理。
關(guān)于流程畫面的實(shí)時(shí)傳送，目前使用較多的是使用HumingBird公司的Exceed軟件。利用Exceed軟件的Telnet功能和I/A’s的附加顯示管理器(AdditionalDisplayManager)，將I/A’s中的流程畫面實(shí)時(shí)傳送至PC機(jī)中，并可以定義在PC機(jī)中的操作權(quán)限是否可以操作。
除Exceed軟件外，還可以使用GraphOn公司的GO_Global軟件，該軟件可以直接利用網(wǎng)絡(luò)傳輸，也可以用撥號(hào)方式，將I/A’s中的流程畫面實(shí)時(shí)傳送至PC機(jī)中。
在使用Exceed及GO_Global軟件時(shí)，利用Modem撥號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程診斷”(FOXWATCH)，即：將I/A’s使用情況等信息，及時(shí)傳送回Foxboro公司，F(xiàn)oxboro公司的工程技術(shù)人員在公司內(nèi)就可以對(duì)用戶的各種要求進(jìn)行及時(shí)響應(yīng)，對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行診斷，并對(duì)用戶提出使用建議。在諫壁發(fā)電廠的I/A’s系統(tǒng)中，就安裝有FOXWATCH軟件，使用效果非常好，廠級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、熱工維護(hù)人員等在辦公室內(nèi)即可了解機(jī)組生產(chǎn)運(yùn)行情況;在出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速將DCS系統(tǒng)使用情況傳送給Foxboro公司的工程技術(shù)人員，在最短的時(shí)間內(nèi)得到技術(shù)支持，最大程度地降低損失。
無論是采用專門的硬件實(shí)現(xiàn)通訊，還是使用專業(yè)的通訊軟件實(shí)現(xiàn)通訊，實(shí)現(xiàn)方法都比較簡(jiǎn)單，下面將重點(diǎn)介紹在Foxboro公司I/A’s產(chǎn)品中用軟件編程方法實(shí)現(xiàn)通訊的幾種方法。
四 利用軟件編程實(shí)現(xiàn)通訊
利用軟件編程方式，可以更加靈活實(shí)現(xiàn)各種非常規(guī)的通訊。
由于自行編寫的程序在工程師站/操作員站運(yùn)行，需要占用一定的CUP時(shí)間及內(nèi)存，因此在通訊數(shù)據(jù)量較大，同時(shí)要求通訊速度較快時(shí)，由于沒有專業(yè)通訊軟件的“例外報(bào)告”機(jī)制，建議不要采用自行開發(fā)程序的辦法。
由于自行編寫的程序通常沒有“數(shù)據(jù)緩存”機(jī)制，在傳送非常重要的數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該謹(jǐn)慎使用。
自行編程主要工作為了兩方面，一為I/A數(shù)據(jù)的讀寫及處理，一為通訊的實(shí)現(xiàn)。
通常自行開發(fā)通訊軟件包括：串口通訊(如智能前端)、TCP/IP通訊(如實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送)、FTP通訊(如定期傳送報(bào)表文本)、基于TCP/IP的MODBUS協(xié)議通訊。
以上幾種通訊方式在通訊的實(shí)現(xiàn)方式上不同，但在I/A’s內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫操作是一樣的，接下來將闡述軟件編程時(shí)的主要函數(shù)及方式：
4.1I/A’s數(shù)據(jù)的讀寫及處理
Foxboro公司I/A’s系統(tǒng)提供強(qiáng)大的內(nèi)部編程函數(shù)(C函數(shù)、FORTRAN)，主要包括有：
lOMCALL函數(shù)–實(shí)現(xiàn)I/A’s系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀寫操作。
主要函數(shù)有：
2intgetval(char*name，intobj_type，intimport，char*value，unsignedint*status，intdata_len)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)的讀操作。
2intom_getval(char*name，intobj_type，intimport，charvalue，unsignedint*status，intdata_len，PSAP_ADDR*psap_ptr)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)的讀操作，它使用PSAP指針。
2intsetval(char*name，intobj_type，intimport，char*value，unsigned*status，intdata_len)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)的寫操作。
2intom_setval(char*name，intobj_type，intimport，char*value，unsigned*status，intdata_len，PASP_ADDR*psap_ptr);
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)單個(gè)數(shù)據(jù)的寫操作，它使用PSAP指針。
2intomopen(structom_header_node*om_descriptor，intopen_id)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)打開一個(gè)LIST，為數(shù)據(jù)的讀寫操作做準(zhǔn)備。
2intomread(intomopen_id，intsize_list，structvalue*var_list)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)從打開的LIST中讀取數(shù)據(jù)。
2intomwrite(intomopen_id，intsize_list，structvalue*var_list);
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)向打開的LIST中寫數(shù)據(jù)。
2intomclose(intopen_id，structom_header_node*header，structopen_var*var_list，structnet_addr*addr_tbl)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉一個(gè)已經(jīng)打開的LIST。
2頭部文件、OM結(jié)構(gòu)及例程
#include
#include
#include
#include
#include
main()
{
structopen_varin_var_list[8];
structheader_nodein_om_desc;
structnet_adrin_net_adr_tbl[2];
intin_open_id;
intrtn;
floatdelta_temp，delta_fc，delta_df;
structvalue*in_data_list，*temp;
inti;
delta_temp=5.0;
delta_fc=1.0;
delta_df=0.5;
_status=OM_R_ACCESS;
_adr_tbl_ptr=in_net_adr_tbl;
_net_adr_tbl=2;
_list_ptr=in_var_list;
_open_list=8;
……
}
2特點(diǎn)
使用getval、setval、om_getval、om_setval函數(shù)進(jìn)行編程比較簡(jiǎn)單，但效率較差;用omopen、omread、omwrite、omclose編程需要復(fù)雜的聲明，編程比較復(fù)雜，但程序通用性好(不要FOXAPI的支持)、效率高。
lFOXAPI函數(shù)–實(shí)現(xiàn)I/A’s系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀寫操作及強(qiáng)大的C/S結(jié)構(gòu)編程。
主要函數(shù)有：
2intsbopen(int*gw_array，intnument，char*name_array，int*valtyp_array，intacctyp，float*delta_array，intclexit，intrsr，intwsr，float*wdelta_array，int*dset，int*index_array，int*error_array，int*reterr)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)以連續(xù)更新的方式打開一個(gè)讀寫SET。
2intbread(intdset，long*value_array，int*status_array，int*reterr)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)從一個(gè)已經(jīng)打開SET中讀取數(shù)據(jù)。
2intbwrite(intdset，long*value_array，int*error_array，int*reterr)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)向一個(gè)已經(jīng)打開SET中寫數(shù)據(jù)。
2intclsset(intdset，int*reterr)
此函數(shù)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉一個(gè)已經(jīng)打開SET，釋放程序所使用的內(nèi)存空間，釋放對(duì)CP中數(shù)據(jù)的控制權(quán)。
2頭部函數(shù)，F(xiàn)OXAPI結(jié)構(gòu)定義及例程
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#defineOBJNUM100
#defineSETNUM20
typedefunion
{
longlval;
shortival;
floatfval;
charbval;
}IAXVAL;
/*PredefinedParameterofI/Avalue*/
staticintgw[SETNUM][OBJNUM];/*GatewayArray*/
charname[SETNUM][OBJNUM][32];/*ObjectNameArray*/
chardesc[SETNUM][OBJNUM][15];/*ObjectdescriptionArray*/
staticintvaltype[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectValueTypeArray*/
staticintacctype=1;/*Read-onlyArray*/
staticfloatrdelta[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsReadDeltaArray*/
staticfloatwdelta[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsWriteDeltaArray*/
interror[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsErrorArray*/
intindex[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsIndexesArray*/
intstatus[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsStatusArray*/
IAXVALvalue[SETNUM][OBJNUM];/*ObjectsValueArray*/
staticintrsr=4;/*ReadScanRate*/
staticintwsr=4;/*WriteScanRate*/
staticintclexit=1;/*IgnoredinUNIX*/
intreterr[SETNUM];/*OpenSetreturnErrorCode*/
/*PredefineParameterofutility*/
intset[SETNUM];/*OpenSetNumber*/
intTotal_SET;/*TotalSetNumber*/
intLast_SET_Num;/*LastSetValueNuber*/
intTotal_Num;/*TotalNumberofobjects*/
intTotal_File;/*TotaloutputfilesNumber*/
intINTERVAL;/*Communicateinterval*/
intCol_Num;/*Valuenumberperline*/
main()
{
……scopen(gw[i]，k，name[i]，valtype[i]，acctype，rdelta[i]，clexit，rsr，\
wsr，wdelta[i]，&set[i]，index[i]，error[i]，&reterr[i]);
printf(“ReturnErrorCode=%-d\n”，reterr[i]);
printf(“ReturnDataSet=%-d\n”，set[i]);
……rtn=bread(set[i]，value[i]，status[i]，&reterr[i]);
if(reterr[i]!=0)
{
printf(“BufferedReadObjectsError%d，%d，%d\n”，rtn，\
reterr[i]，set[i]);
}
……for(i=0;i
{
clsset(set[i]，&reterr[i]);
}
……
}
2特點(diǎn)
使用FOXAPI編程比較簡(jiǎn)單，程序效率也很高，但程序的執(zhí)行需要FOXAPI的支持，編譯好的程序只能在裝有FOXAPI的AW、AP機(jī)器中運(yùn)行。PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫實(shí)際上便是利用FOXAPI函數(shù)編寫的應(yīng)用程序。
lHICALL函數(shù)–實(shí)現(xiàn)具有I/A’s風(fēng)格的人機(jī)界面(HUMANINTERFACE)編程，包括顯示元素，如：矩形、圓弧、填充色;對(duì)話框、菜單結(jié)構(gòu)、鼠標(biāo)鍵盤驅(qū)動(dòng)、查詢、文件驅(qū)動(dòng)等，事實(shí)上，整個(gè)I/A’s的人機(jī)界面編寫既是通過這些函數(shù)完成。
lIPCALL函數(shù)–實(shí)現(xiàn)I/A’s系統(tǒng)內(nèi)部通訊編程，如：SOE軟件等。
lICCAPI函數(shù)–實(shí)現(xiàn)I/A’s控制處理器CP中CIO的相關(guān)操作。
l數(shù)學(xué)庫–提供各種經(jīng)典數(shù)值計(jì)算的調(diào)用函數(shù)。
l物理特性庫–提供各種物理特性計(jì)算的調(diào)用函數(shù)，包括水、蒸汽的焓、熵等計(jì)算。
2intvpt(floatp，floatt，float*v)
此函數(shù)根據(jù)蒸汽的壓力及溫度計(jì)算蒸汽的容積。
2inthpt_stm(floatp，floatt，float*h)
此函數(shù)根據(jù)蒸汽的壓力及溫度計(jì)算蒸汽的焓。
2intspt_stm(floatp，floatt，float*s)
此函數(shù)根據(jù)蒸汽的壓力及溫度計(jì)算蒸汽的熵。
2inthpt_wtr(floatp，floatt，float*h)
此函數(shù)根據(jù)水的壓力及溫度計(jì)算水的焓。
2intspt_wtr(floatp，floatt，float*s)
此函數(shù)根據(jù)水的壓力及溫度計(jì)算水的熵。
2inthpt_air(floatp，floatt，float*h)
此函數(shù)根據(jù)空氣的壓力及溫度計(jì)算空氣的焓。
2intspt_air(floatp，floatt，float*s)
此函數(shù)根據(jù)空氣的壓力及溫度計(jì)算空氣的熵。
lINFORMIX編程。
在某些需要對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的場(chǎng)合，可以利用INFORMIX及E-SQL進(jìn)行編程。
4.2通訊的實(shí)現(xiàn)
在用軟件編程實(shí)現(xiàn)通訊時(shí)所采用的具體的通訊硬件上，既可以通過串口實(shí)現(xiàn)RS-232通訊，也可以通過AUI網(wǎng)卡、BNC網(wǎng)卡、RJ-45網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)FTP通訊、TCP/IP通訊。
當(dāng)與I/A’s通訊的其它設(shè)備(如智能數(shù)據(jù)采集前端、GPS、自動(dòng)同期裝置等非通用設(shè)備)可以提供串口通訊，且通訊點(diǎn)數(shù)量不多時(shí)，采用專門的硬件實(shí)現(xiàn)通訊硬件不是一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)的方案，此時(shí)可以采用RS-232實(shí)現(xiàn)通訊。
用RS-232實(shí)現(xiàn)通訊時(shí)，首先應(yīng)初始化通訊端口，然后可以按RS-232通訊規(guī)程(RXD，TXD，RTS，CTS，DSR，DTR，DCD信號(hào))，發(fā)送指令并接受數(shù)據(jù)。
以下是初始化端口的一段例程：
intinit_port(intk，int*fd，char*comport)
{
intsavef;
if((*fd=open(comport，O_RDWR|O_NDELAY|O_NONBLOCK))《0)
return(1);
fflush(stdout);
fflush(stdin);
if(savef=fcntl(*fd，F(xiàn)_GETFL，0)《0)
return(2);
if(fcntl(*fd，F(xiàn)_SETFL，savef|O_NDELAY)《0)
return(3);
if(ioctl(*fd，TCGETS，&termio)《0)
return(4);
/*Settheportparameteras9600Baudrate，8databits，1siopbit，
Enablereceiver，Evenparityenable*/
termio.c_cflag=B9600|CS8|CREAD|PARENB|CLOCAL;
termio.c_cflag&=~CSTOPB;
termio.c_cflag&=~PARODD;
termio.c_iflag=INPCK;
termio.c_iflag&=~ISTRIP;
termio.c_lflag=0;
termio.c_oflag=0;
termio.c_cc[VMIN]=1;
termio.c_cc[VTIME]=0;
if(ioctl(*fd，TCSETS，&termio)《0)
return(5);
sleep(1);
return(0);
}
以下是讀寫端口的一段例程：
intcomm(unsignedcharnum，intfd)
{
intI，rtn，tioc;
unsignedcharT[200];
unsignedcharbuff[200];
……ioctl(fd，TIOCMGET，&tioc);
tioc=tioc|TIOCM_RTS;
ioctl(fd，TIOCMSET，&tioc);
……write(fd，T，200);
rtn=ioctl(fd，TCSBRK，1);
strcpy(buf，”“，200);
read(fd，buf，200);
}
如果與I/A’s進(jìn)行通訊的是PC機(jī)或其它DCS，比較好的通訊辦法是利用RJ-45等通訊口，按FTP協(xié)議或TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。其中，F(xiàn)TP通訊的效率較低，且一直有讀盤/寫盤動(dòng)作，對(duì)機(jī)器的影響較大，但此方法比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，因此，在通訊不頻繁的時(shí)候(建議大于一小時(shí))，也可以采用這個(gè)辦法。在更多的時(shí)候，則建議使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊。
利用TCP/IP進(jìn)行通訊時(shí)，有兩個(gè)協(xié)議可以選擇：TCP及UDP，其中TCP(TransportControlProtocol，傳輸控制協(xié)議)是面向聯(lián)接的，它提供高可靠性服務(wù)，尤其適用于傳輸大量報(bào)文信息。UDP(UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)是無聯(lián)接的，它提供高效率的服務(wù)，適用于一次傳輸少量報(bào)文信息的場(chǎng)合。
UDP通訊的程序的編寫也比較容易，只需指定客戶機(jī)的IP地址(或主機(jī)名)及傳送端口號(hào)即可，下面是一段利用UDP初始化例程：
#include
#include
#include
#include
#include
#include
intsock，length;
structsockaddr_in，sockname;
charbuff[1024];
intInit_Socket()
{
char*clientName=“AW5101”;
intportNum=10002;
structhostent*hp，*gethostbyname();
/*Creatsocketonwhichtosend.*/
sock=socket(AF_INET，SOCK_DGRAM，0);
if(sock==-1)
{
perror(“opendatagramsocketerr0r”);
exit(1);
}
hp=gethostbyname(clientName);
if(hp==(structhostent*)0)
{
printf(“unkownhost：%s\n”，clientName);
exit(2);
}
memcpy((char*)&_addr，(char*)hp-》h_addr，hp-》h_length);
_family=AF_INET;
_port=htons(atoi(portNum);
return(0);
}……
五 通訊安全性的考慮
在采用了I/A’s和PC或其它DCS之間雙向通訊后，安全性就成為一個(gè)比較突出的問題，應(yīng)盡力避免不必要的人為破壞。安全性是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，請(qǐng)參考專業(yè)文獻(xiàn)。在此不做詳細(xì)討論，只就一般性原則提出幾點(diǎn)建議：
I.自行開發(fā)軟件時(shí)，必須考慮到安全性，包括對(duì)控制處理器數(shù)據(jù)的讀寫操作權(quán)限、軟件的事件處理功能(進(jìn)程的意外中斷、程序的死循環(huán)、邊界處理、內(nèi)存的釋放等)、TCP/IP的操作權(quán)限。
II.對(duì)于專業(yè)軟件，由于功能強(qiáng)大，在使用時(shí)，應(yīng)對(duì)軟件不必要的部分加以封閉，并對(duì)軟件的操作加以口令授權(quán)。
III.建立通訊程序握手機(jī)制時(shí)，必須考慮安全性。
IV.加強(qiáng)有關(guān)的安全性規(guī)章制度的建設(shè)，避免人為的破壞。
系統(tǒng)與MIS/SIS系統(tǒng)之間設(shè)置網(wǎng)關(guān)，企業(yè)MIS/SIS系統(tǒng)聯(lián)結(jié)到INTERNET時(shí)配置防火墻。
六 結(jié)論
本文通過以諫壁發(fā)電廠使用的Foxboro公司的I/A’s系統(tǒng)為例，討論了DCS系統(tǒng)中實(shí)行通訊的幾種方法。歸納起來有：使用專業(yè)硬件、使用專門通訊軟件，以及自行開發(fā)軟件三種。
對(duì)主流通訊協(xié)議(MODBUS、A-BPLC)以及通訊數(shù)據(jù)量較多時(shí)，采用專業(yè)通訊硬件實(shí)現(xiàn)通訊是一個(gè)比較好的辦法。這種配置方式的優(yōu)勢(shì)在于：通訊可靠、安全性好、容易實(shí)現(xiàn)、開發(fā)周期短;不足之處在于：增加了硬件投資。需要指出：在考慮MODBUS協(xié)議通訊時(shí)，不能只看有多少個(gè)模擬量/數(shù)字量，而必須同時(shí)考慮：有多少個(gè)設(shè)備，每個(gè)設(shè)備的通訊模擬量/數(shù)字量數(shù)據(jù)有多少，數(shù)據(jù)是否雙向傳送，通訊速率為多少。綜合考慮以上因數(shù)后，計(jì)算出需要多少個(gè)通訊處理器。
專門的通訊軟件由于功能強(qiáng)大，在使用時(shí)首先要考慮的是安全性，同時(shí)要增加軟件費(fèi)用(大型的數(shù)據(jù)庫如：PI，I-FIX等價(jià)格都比較貴)。但它也有非常明顯的優(yōu)勢(shì)：實(shí)現(xiàn)通訊容易、二次開發(fā)工具充足，項(xiàng)目周期短，項(xiàng)目質(zhì)量有保證。
在需要實(shí)時(shí)傳送流程畫面時(shí)，當(dāng)然應(yīng)采用專業(yè)通訊軟件，如：Exceed、GO_Global等。
如果自行開發(fā)通訊程序，需要考慮的有：編程工具—C語言投資、程序的魯棒性、編程的工作量、項(xiàng)目周期、通訊效率、對(duì)工程師站/操作員站的CPU占用等問題。它的優(yōu)勢(shì)在于：開發(fā)靈活，容易實(shí)現(xiàn)用戶的各種特殊需求。
如果通訊量不大(50點(diǎn)左右)，建議使用增加I/O卡件，不同系統(tǒng)系統(tǒng)之間通過硬接線連接的方式實(shí)現(xiàn)。這樣既考慮到了總體投資、項(xiàng)目周期，也增加了系統(tǒng)的可靠性。
如果通訊只提供RS-232通訊，則采用RS-232C協(xié)議進(jìn)行通訊。
如果通訊量較大，但時(shí)間間隔較長(zhǎng)，可以考慮采用FTP方式傳送文本數(shù)據(jù)。
如果通訊頻率較高，建議采用TCP/IP中的UDP協(xié)議進(jìn)行通訊。
（轉(zhuǎn)載）
