脱硫脱硝系统的复杂网络中的双向数据传输的实现

包文运　孙瑞

摘 要：随着2014年国家出台了《能源行业大气污染防治工作方案》等一系列环保政策，并从2015年开始实施新的《环保法》，重点治理大气雾霾，坚持源头严防，对环保违法实行“零容忍”。“超低排放”已经成为各大电力公司追求的目标。而作为脱硫脱硝系统中的环节之一，数据传输系统的设计显得尤为重要。该文首先介绍了数据采集系统的设计原则，构建了脱硫脱硝的数据采集系统，并对系统功能及其相关规范进行阐述；其次针对脱硫脱硝系统数据采集、双向传输存在的问题，提出具体解决方案，以期对脱硫脱硝系统的数据传输领域有所贡献。

关键词：脱硫脱硝系统 设计原则 数据采集 双向传输

中图分类号：X8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（c）-0021-02

1 系统设计原则

1.1 一般性原则

为了便于数据采集系统进行二次开发及出于使用的便捷性考虑，在进行系统设计时应注意以下几个原则：（1）平台化原则。方便后期用户根据自己的实际需求随时进行变更；（2）开放性原则。确保设计系统与既有其他系统协调一致，便于进行数据传输；（3）易维护原则。系统尽量采用模块化设计，便于进行周期性维护和错误定位；（4）安全性原则。确保系统配套有完备的安全体系。

1.2 特殊考虑原则

厂级数据采集系统的主要功能是在电厂工作时，能够实时地进行数据采集并传输到信息网络，让终端数据作为操作人员决策的依据。所以，系统设计的关键原则就是确保DCS等控制系统的安全，与此同时提高系统的效率以及可靠性。

2 主站采集系统

2.1 系统功能

2.1.1 接收实时数据

接受来自脱硫/脱硝工作站传送的实时数据包。

2.1.2 通讯协议转换

（1）发送协议转换：接收来自不同DCS系统的通讯格式实时数据，并将其转换成统一的UDP协议，以便传输给横向隔离装置。

（2）上传协议转换：将横向隔离装置传来的实时数据转换成系统管理中心统一的通信格式，再上传数据中心。

2.1.3 数据预处理

进行数据计算以及格式的转换，为系统提供必要的前期数据处理。

2.2 采集框架图

2.3.1 登陆报文

（1）登陆请求包。

数据内容就是登陆密码和ip地址，密码长度为6个字节。报文总长度为26+ip地址的字节长度。

（2）登陆应答包。

数据内容根据登陆请求包来定，长度为1个字节，分三种情况：登陆失败、登陆成功和已登陆。报文总长度为21个字节，具体数据内容如下：

登陆失败：0x01。登陆成功：0x00。已登陆：0x02。

2.3.2 心跳报文

（1）心跳请求报文。

数据内容为当前的时间，格式为yyyy-MM-dd HH：mm：ss。长度为19个字节。报文总长度是39个字节。

（2）心跳应答报文。

数据内容为心跳应答标识（0x0A），报文总长度是21个字节。

2.3.3 数据报文

（1）数据请求报文。

3 脱硫脱硝系统的复杂网络中的双向数据传输方案设计

3.1 方案设计

3.1.1 对数据双向通信时，可进行以下定义

（1）定义了无数据传输的中断的时间长度。

（2）定义了允许通过的最大字节数。

（3）定义了传输中数据包的类型为登录包、登录应答包、测试链路包、测试连接应答包、数据请求包、数据请求应答包。

（4）登录包和测试包的字节数都小于允许通过的最大字节数。

3.1.2 工控机端的具体实现方式

（1）获取统一的编码，TCP连接成功后立刻发送登录包，并等待登录应答包。

（2）等待30s后，如果未收到登录应答包，就自动断开TCP連接，并重复3.1.2（1）。

（3）在收到登录应答包时，启动测试链路线程，每隔3.1.1（1）定义的时间长度进行链路测试，并在三次未收到测试链路应答包的情况下，自动断开TCP连接，重复3.1.2（1），同时关闭测试链路线程。

3.1.3 服务器端的具体实现方式

（1）获取各个电厂工控机统一编码值。

（2） 启动服务器数据接收程序和数据采集程序。

（3）等待工控机和服务器建立TCP连接。

数据采集程序，将采集的命令转化成字节数组，根据允许通过的最大字节数对数据进行分包，并构建数据请求包，然后发送给工控机。

（1）等待接收数据请求应答包。（2）在收到数据请求应答包时，确定请求的包是否是分包传输或单包传输。如果是分包传输，则需等待其他分包的数据，并进行分包合并，形成数据请求应答包，最后解析数据入库。

3.2 实施方式

实施具体方式如下。

（1） 在服务器端开启数据采集的服务端程序。（2）等待电厂侧工控机的TCP网络连接及登录。（3）工控机端启动TCP连接程序，等待数据请求。（4）双方进行双向的数据传输。

4 结语

作为二氧化碳排放“大户”，电厂应该做好数据采集平台的建设，保证数据传输的有效性以及可靠性。该文基于目前数据采集系统数据双向传输存在的问题，设计出一种可行的优化方案，提高了双向传输数据的质量，对保护生态环境必将发挥积极的作用。

参考文献

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