脫硫脫硝系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

包文運(yùn)　孫瑞

摘 要：隨著2014年國家出臺(tái)了《能源行業(yè)大氣污染防治工作方案》等一系列環(huán)保政策，并從2015年開始實(shí)施新的《環(huán)保法》，重點(diǎn)治理大氣霧霾，堅(jiān)持源頭嚴(yán)防，對(duì)環(huán)保違法實(shí)行“零容忍”。“超低排放”已經(jīng)成為各大電力公司追求的目標(biāo)。而作為脫硫脫硝系統(tǒng)中的環(huán)節(jié)之一，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。該文首先介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，構(gòu)建了脫硫脫硝的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)功能及其相關(guān)規(guī)范進(jìn)行闡述；其次針對(duì)脫硫脫硝系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、雙向傳輸存在的問題，提出具體解決方案，以期對(duì)脫硫脫硝系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域有所貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝系統(tǒng) 設(shè)計(jì)原則 數(shù)據(jù)采集 雙向傳輸

中圖分類號(hào)：X8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）10（c）-0021-02

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1 一般性原則

為了便于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)及出于使用的便捷性考慮，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：（1）平臺(tái)化原則。方便后期用戶根據(jù)自己的實(shí)際需求隨時(shí)進(jìn)行變更；（2）開放性原則。確保設(shè)計(jì)系統(tǒng)與既有其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；（3）易維護(hù)原則。系統(tǒng)盡量采用模塊化設(shè)計(jì)，便于進(jìn)行周期性維護(hù)和錯(cuò)誤定位；（4）安全性原則。確保系統(tǒng)配套有完備的安全體系。

1.2 特殊考慮原則

廠級(jí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要功能是在電廠工作時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并傳輸?shù)叫畔⒕W(wǎng)絡(luò)，讓終端數(shù)據(jù)作為操作人員決策的依據(jù)。所以，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵原則就是確保DCS等控制系統(tǒng)的安全，與此同時(shí)提高系統(tǒng)的效率以及可靠性。

2 主站采集系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)功能

2.1.1 接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

接受來自脫硫/脫硝工作站傳送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包。

2.1.2 通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換

（1）發(fā)送協(xié)議轉(zhuǎn)換：接收來自不同DCS系統(tǒng)的通訊格式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的UDP協(xié)議，以便傳輸給橫向隔離裝置。

（2）上傳協(xié)議轉(zhuǎn)換：將橫向隔離裝置傳來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)管理中心統(tǒng)一的通信格式，再上傳數(shù)據(jù)中心。

2.1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算以及格式的轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)提供必要的前期數(shù)據(jù)處理。

2.2 采集框架圖

2.3.1 登陸報(bào)文

（1）登陸請(qǐng)求包。

數(shù)據(jù)內(nèi)容就是登陸密碼和ip地址，密碼長度為6個(gè)字節(jié)。報(bào)文總長度為26+ip地址的字節(jié)長度。

（2）登陸應(yīng)答包。

數(shù)據(jù)內(nèi)容根據(jù)登陸請(qǐng)求包來定，長度為1個(gè)字節(jié)，分三種情況：登陸失敗、登陸成功和已登陸。報(bào)文總長度為21個(gè)字節(jié)，具體數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：

登陸失?。?x01。登陸成功：0x00。已登陸：0x02。

2.3.2 心跳報(bào)文

（1）心跳請(qǐng)求報(bào)文。

數(shù)據(jù)內(nèi)容為當(dāng)前的時(shí)間，格式為yyyy-MM-dd HH：mm：ss。長度為19個(gè)字節(jié)。報(bào)文總長度是39個(gè)字節(jié)。

（2）心跳應(yīng)答報(bào)文。

數(shù)據(jù)內(nèi)容為心跳應(yīng)答標(biāo)識(shí)（0x0A），報(bào)文總長度是21個(gè)字節(jié)。

2.3.3 數(shù)據(jù)報(bào)文

（1）數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文。

3 脫硫脫硝系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的雙向數(shù)據(jù)傳輸方案設(shè)計(jì)

3.1 方案設(shè)計(jì)

3.1.1 對(duì)數(shù)據(jù)雙向通信時(shí)，可進(jìn)行以下定義

（1）定義了無數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛嗟臅r(shí)間長度。

（2）定義了允許通過的最大字節(jié)數(shù)。

（3）定義了傳輸中數(shù)據(jù)包的類型為登錄包、登錄應(yīng)答包、測試鏈路包、測試連接應(yīng)答包、數(shù)據(jù)請(qǐng)求包、數(shù)據(jù)請(qǐng)求應(yīng)答包。

（4）登錄包和測試包的字節(jié)數(shù)都小于允許通過的最大字節(jié)數(shù)。

3.1.2 工控機(jī)端的具體實(shí)現(xiàn)方式

（1）獲取統(tǒng)一的編碼，TCP連接成功后立刻發(fā)送登錄包，并等待登錄應(yīng)答包。

（2）等待30s后，如果未收到登錄應(yīng)答包，就自動(dòng)斷開TCP連接，并重復(fù)3.1.2（1）。

（3）在收到登錄應(yīng)答包時(shí)，啟動(dòng)測試鏈路線程，每隔3.1.1（1）定義的時(shí)間長度進(jìn)行鏈路測試，并在三次未收到測試鏈路應(yīng)答包的情況下，自動(dòng)斷開TCP連接，重復(fù)3.1.2（1），同時(shí)關(guān)閉測試鏈路線程。

3.1.3 服務(wù)器端的具體實(shí)現(xiàn)方式

（1）獲取各個(gè)電廠工控機(jī)統(tǒng)一編碼值。

（2） 啟動(dòng)服務(wù)器數(shù)據(jù)接收程序和數(shù)據(jù)采集程序。

（3）等待工控機(jī)和服務(wù)器建立TCP連接。

數(shù)據(jù)采集程序，將采集的命令轉(zhuǎn)化成字節(jié)數(shù)組，根據(jù)允許通過的最大字節(jié)數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分包，并構(gòu)建數(shù)據(jù)請(qǐng)求包，然后發(fā)送給工控機(jī)。

（1）等待接收數(shù)據(jù)請(qǐng)求應(yīng)答包。（2）在收到數(shù)據(jù)請(qǐng)求應(yīng)答包時(shí)，確定請(qǐng)求的包是否是分包傳輸或單包傳輸。如果是分包傳輸，則需等待其他分包的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分包合并，形成數(shù)據(jù)請(qǐng)求應(yīng)答包，最后解析數(shù)據(jù)入庫。

3.2 實(shí)施方式

實(shí)施具體方式如下。

（1） 在服務(wù)器端開啟數(shù)據(jù)采集的服務(wù)端程序。（2）等待電廠側(cè)工控機(jī)的TCP網(wǎng)絡(luò)連接及登錄。（3）工控機(jī)端啟動(dòng)TCP連接程序，等待數(shù)據(jù)請(qǐng)求。（4）雙方進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

4 結(jié)語

作為二氧化碳排放“大戶”，電廠應(yīng)該做好數(shù)據(jù)采集平臺(tái)的建設(shè)，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行砸约翱煽啃?。該文基于目前?shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)雙向傳輸存在的問題，設(shè)計(jì)出一種可行的優(yōu)化方案，提高了雙向傳輸數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境必將發(fā)揮積極的作用。

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