簡 介 使用GPRS與動態IP，實現可靠而低成本的SCADA-RTU間通信。 本應用實例對連接遠程終端（RTU）和監控與數據采集（SCADA）系統之間的通信系統進行了概述。除了介紹橫河電機STARDOM FCN/FCJ智能型遠程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包之間的遙測通信連接，本文中還包括以下內容: - 通過使用GPRS降低成本 - 支持多種網絡服務提供商（ISP）配置 - GPRS的故障轉移通信功能 預期收益 通過利用商用的通用（COTS）網絡組件降低初期投資 通過減少數據包數量降低通信系統成本 背 景 在很多行業以及具體應用中都要求遠程數據監視，比如石油與天然氣、電力、水處理以及環境監測。在這些具體應用中，相當多的遠程終端（RTU）從很遠的或者危險場所中的設備采集數據，并向中央主控室（CCR）的SCADA終端發送數據記錄和報警。在遠程終端（RTU）和SCADA系統間安裝的遙測設備負責收發數據。使用遙測技術的根本性問題是成本（初投資與通信費用）和通信的穩定性。隨著偏遠地區IT網絡基礎設施的改善，遙測應用中的商用網絡基礎設施會變得更加普遍，這樣可以降低初期啟動成本，并且可以提供相對穩定的通信。 通過使用GPRS降低成本 不管實際上是否發送數據，傳統的電話線在連接時間內的每一分鐘都會付費。另一方面，在全球移動通信系統（GSM）中使用GPRS移動數據業務時，資費標準是通信的流量，而不取決于連接時間。為了最大限度地利用GPRS，橫河電機的STARDOM FCN/FCJ智能遠程終端（RTU）與FAST/TOOLS SCADA軟件包設計了數項功能，以減少必須發送的軟件包數量。這種無需在響應時間內等待（如報警）的方式大大降低了通信費用。在最近的一個項目中，成功減少了80%的軟件包數量。 從理論上來說GPRS的傳輸速率最大為171.2kbps。但常見的傳輸速率一般介于30～50 kbps之間，這是因為它受到某些因素的限制，比如到基站（BTS）的距離，以及同一區域內的用戶數量。 例外報告： 如果所有數據都要保存的話，RTU上的數據記錄量將極為龐大。為了減少儲存數據量，FCN/FCJ僅記錄最終時間戳以后發生變化的數據。FAST/ TOOLS定期監視在FCN/FCJ上發生變化的數據，并且僅在一些特定情況下采集數據，比如當數據發生變化，報警發生，或者操作員按下刷新按鈕。當FAST/TOOLS讀取數據時，它被加蓋時間戳，并合并入其趨勢數據緩沖區，即使在網絡故障以及需要恢復時也能確保完整的趨勢數據圖表。 多種ISP配置的支持 FCN/FCJ RTU能通過ISP連接到GPRS/GSM網絡。盡管根據國家與地區不同服務類型各異，ISP均會按常規實施網絡協議（IP）地址分配。 IP地址 一個IP地址是分配給設備的唯一地址，這樣它們就能在一個網絡上互相識別和通信。一共有兩種IP地址: 一種是靜態IP地址，它是網絡中唯一且固定的IP地址；另一種是動態IP地址，它在設備每次啟動時由動態主機配置協議（DHCP）進行分配。 使用靜態IP地址進行RTU與SCADA的通信 RTU與SCADA基于靜態IP地址進行收發數據。 [align=center] 靜態IP地址[/align] 使用動態IP地址進行RTU與SCADA的通信 假如ISP不提供靜態IP地址，或假如靜態IP地址的服務費比動態IP地址高，從而無法為每一臺RTU提供一個靜態IP地址，這種情況下，就必須使用動態IP地址。此時，要求動態域名系統（DDNS）將主機名轉換成動態IP地址，這樣RTU和SCADA就能使用一個固定的主機名進行通信。即使本地供應商不能提供DDNS服務，FAST/TOOLS和FCN/FCJ RTU也能與位于相同機房的DDNS服務器構成FAST/TOOL系統，從而互相進行通信。FCN/FCJ RTU自主發送其主機名和IP地址到DDNS服務器，該服務器擁有一個固定的IP地址，之后由DDNS管理FCN/FCJ RTU的主機名與IP地址。 [align=center] 動態IP地址[/align] GPRS的故障轉移通信 如你所知，GSM移動電話網絡會受到天氣條件或電信號干擾的影響，在極端惡劣的情況下通信甚至無法進行。這種情況下，基于GSM網絡的、SCADA系統與RTU之間的GPRS連接隨時會中斷。但是FCN/FCJ RTU能自動重建通信連接 通過監視點對點（PPP）狀態進行重新連接 FCN/FCJ智能型RTU使用嵌入式PPP協議建立GPRS網絡連接。假如PPP通信連接中斷，FCN/FCJ RTU就會監視PPP狀態，并定期重建與GPRS網絡的連接。借助這種功能，FAST/TOOLS與FCN/FCJ RTU之間的連接就得到了保證。這一功能與系統采集數據的性能相結合，可以確保數據永不丟失: 只要重建通信連接，FAST/TOOLS就會自動“抓取”數據。 結 論 SCADA遙測系統在石油與天然氣、環境監測、以及水處理等領域中得到應用，所以它被要求必須能覆蓋廣泛的區域，并且能夠在惡劣的環境下運行，同時，還要兼具運行成本低的特點。借助FAST/TOOL SCADA軟件包和FCN/FCJ智能型RTU，橫河電機正在幫助其客戶提高成本競爭力和產品質量。