脫硫脫硝系統的復雜網絡中的雙向數據傳輸的實現

包文運　孫瑞

摘 要：隨著2014年國家出臺了《能源行業大氣污染防治工作方案》等一系列環保政策，并從2015年開始實施新的《環保法》，重點治理大氣霧霾，堅持源頭嚴防，對環保違法實行“零容忍”。“超低排放”已經成為各大電力公司追求的目標。而作為脫硫脫硝系統中的環節之一，數據傳輸系統的設計顯得尤為重要。該文首先介紹了數據采集系統的設計原則，構建了脫硫脫硝的數據采集系統，并對系統功能及其相關規范進行闡述；其次針對脫硫脫硝系統數據采集、雙向傳輸存在的問題，提出具體解決方案，以期對脫硫脫硝系統的數據傳輸領域有所貢獻。

關鍵詞：脫硫脫硝系統 設計原則 數據采集 雙向傳輸

中圖分類號：X8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）10（c）-0021-02

1 系統設計原則

1.1 一般性原則

為了便于數據采集系統進行二次開發及出于使用的便捷性考慮，在進行系統設計時應注意以下幾個原則：（1）平臺化原則。方便后期用戶根據自己的實際需求隨時進行變更；（2）開放性原則。確保設計系統與既有其他系統協調一致，便于進行數據傳輸；（3）易維護原則。系統盡量采用模塊化設計，便于進行周期性維護和錯誤定位；（4）安全性原則。確保系統配套有完備的安全體系。

1.2 特殊考慮原則

廠級數據采集系統的主要功能是在電廠工作時，能夠實時地進行數據采集并傳輸到信息網絡，讓終端數據作為操作人員決策的依據。所以，系統設計的關鍵原則就是確保DCS等控制系統的安全，與此同時提高系統的效率以及可靠性。

2 主站采集系統

2.1 系統功能

2.1.1 接收實時數據

接受來自脫硫/脫硝工作站傳送的實時數據包。

2.1.2 通訊協議轉換

（1）發送協議轉換：接收來自不同DCS系統的通訊格式實時數據，并將其轉換成統一的UDP協議，以便傳輸給橫向隔離裝置。

（2）上傳協議轉換：將橫向隔離裝置傳來的實時數據轉換成系統管理中心統一的通信格式，再上傳數據中心。

2.1.3 數據預處理

進行數據計算以及格式的轉換，為系統提供必要的前期數據處理。

2.2 采集框架圖

2.3.1 登陸報文

（1）登陸請求包。

數據內容就是登陸密碼和ip地址，密碼長度為6個字節。報文總長度為26+ip地址的字節長度。

（2）登陸應答包。

數據內容根據登陸請求包來定，長度為1個字節，分三種情況：登陸失敗、登陸成功和已登陸。報文總長度為21個字節，具體數據內容如下：

登陸失敗：0x01。登陸成功：0x00。已登陸：0x02。

2.3.2 心跳報文

（1）心跳請求報文。

數據內容為當前的時間，格式為yyyy-MM-dd HH：mm：ss。長度為19個字節。報文總長度是39個字節。

（2）心跳應答報文。

數據內容為心跳應答標識（0x0A），報文總長度是21個字節。

2.3.3 數據報文

（1）數據請求報文。

3 脫硫脫硝系統的復雜網絡中的雙向數據傳輸方案設計

3.1 方案設計

3.1.1 對數據雙向通信時，可進行以下定義

（1）定義了無數據傳輸的中斷的時間長度。

（2）定義了允許通過的最大字節數。

（3）定義了傳輸中數據包的類型為登錄包、登錄應答包、測試鏈路包、測試連接應答包、數據請求包、數據請求應答包。

（4）登錄包和測試包的字節數都小于允許通過的最大字節數。

3.1.2 工控機端的具體實現方式

（1）獲取統一的編碼，TCP連接成功后立刻發送登錄包，并等待登錄應答包。

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

（3）在收到登錄應答包時，啟動測試鏈路線程，每隔3.1.1（1）定義的時間長度進行鏈路測試，并在三次未收到測試鏈路應答包的情況下，自動斷開TCP連接，重復3.1.2（1），同時關閉測試鏈路線程。

3.1.3 服務器端的具體實現方式

（1）獲取各個電廠工控機統一編碼值。

（2） 啟動服務器數據接收程序和數據采集程序。

（3）等待工控機和服務器建立TCP連接。

數據采集程序，將采集的命令轉化成字節數組，根據允許通過的最大字節數對數據進行分包，并構建數據請求包，然后發送給工控機。

（1）等待接收數據請求應答包。（2）在收到數據請求應答包時，確定請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據，并進行分包合并，形成數據請求應答包，最后解析數據入庫。

3.2 實施方式

實施具體方式如下。

（1） 在服務器端開啟數據采集的服務端程序。（2）等待電廠側工控機的TCP網絡連接及登錄。（3）工控機端啟動TCP連接程序，等待數據請求。（4）雙方進行雙向的數據傳輸。

4 結語

作為二氧化碳排放“大戶”，電廠應該做好數據采集平臺的建設，保證數據傳輸的有效性以及可靠性。該文基于目前數據采集系統數據雙向傳輸存在的問題，設計出一種可行的優化方案，提高了雙向傳輸數據的質量，對保護生態環境必將發揮積極的作用。

參考文獻

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