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基于嵌入式Internet技术的通用型RTU-Webit-GRTU

本文遵照国际电工委员会IEC 60870-5-104通信标准,设计了一套基于嵌入式Internet技术的通用型RTU-Webit-GRTU,可在任何Internet/Intranet的结点上对Webit-GRTU系统进行全面的远程访问,为传统RTU低成本更新换代开辟了一条途径。
关键词: 嵌入式 RTU GRTU PLC Webit-GRTU
时间:2012-12-27 23:53 来源:物联网在线 作者:IOTer 点击:

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远程终端设备(Remote Terminal Unit,RTU)是一种远程测控智能装置。它不仅可以采集、监测、计算和存贮现场的设备信号,而且能独立地完成预定的控制程序、执行上位机的指令,并将执行结果和现场数据回传上位机。RTU比PLC具有更优良的通讯和控制能力,适用于恶劣的工作环境及实现复杂的特殊算法。

然而,随着自动化、计算机、网络等技术的不断发展以及ERP战略的广泛实施,各种应用和服务对信息的实时性、可靠性、可扩展性等提出了越来越高的要求。目前传统RTU无论在结构上还是实现方法上都已经很难满足实际现场的要求。

主要表现在:

(1) 通信规约不统一。存在众多的通信规约,如DNP 3.0、Modbus、SCI、CDC、CDT等等,各大生产厂家都遵循着自己的一套通信规约,不同设备之间的互联及升级较困难;

(2) 通讯速率较低。传统的RTU通信方式多为RS-232/422/485总线方式,最基本的“四遥”量只能以秒级传送,通信速率成为系统性能的瓶颈,已远远不能满足生产过程中的实时监控要求。

90年代后期,Internet/Intranet技术日趋成熟,设备网络化及普适计算模式的概念不断形成,新投入的自动化系统及管理网络开始广泛地采用TCP/IP网络技术,新的自动化控制与通讯国际标准也不断出台。这就要求新型的RTU能够充分利用现有通信资源,提高数据的吞吐量,保证系统的实时性,同时又具有更好的开放性、兼容性。

为适应这一发展潮流,本文遵照国际电工委员会IEC 60870-5-104通信标准,设计了一套基于嵌入式Internet技术的通用型RTU-Webit-GRTU,可在任何Internet/Intranet的结点上对Webit-GRTU系统进行全面的远程访问,为传统RTU低成本更新换代开辟了一条途径。

1 嵌入式Internet技术与Webit

嵌入式Internet技术是一种设备接入技术或者说是一种异种网络互连技术,它主要解决的问题是通过Web和嵌入式技术实现从不同的子网、不同物理区域对接入到Internet的设备和异类子网进行监控、诊断、管理及维护等操作,使用户对接入到Internet上的各种设备或其他类型的子网具有远程监控、诊断和管理的能力。

图1为采用了嵌入式Internet技术的Webit与电视机、摄像机、UPS、RTU等设备绑定后联入互联网的一个示意图。借助Internet,打破地理上的障碍,实现全球化的通信和控制。

Internet通信协议对计算机系统的CPU速度、存储器容量等的要求较高,用于PC机系统不存在任何困难,但是用于自身资源受限的嵌入式系统就必须根据需要有所取舍,合理选择通信协议的实现和处理方案。Webit根据嵌入式系统的特点,在实时内核WebitX 2.0基础上对TCP/IP协议簇中的各层协议做了不同程度的裁减,结构小巧、成本低廉、性能可靠,同时拥有高速、开放、实时的强大网络通讯能力。

2 IEC 60870-5-104通信规约及TCP/IP协议栈

IEC 60870-5-104通信标准是“采用标准传输文件集的IEC 60870-5-101网络访问”的远动传输规约标准。

它是根据IEC 60870-5的系列文件,将IEC 60870-5-101的应用层与TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)提供的传输功能相结合而形成的通信标准。

通过这个标准,在TCP/IP的框架内,可以根据实际应用需要,运用到不同的网络类型,包括X.25、FR(Frame Relay) 、ATM(Asynchronous Transfer Mode)和ISDN(Integrated ServiceData Network)。

图2为IEC 60870-5-104将IEC 60870-5-101与TCP/IP协议簇相结合而形成的标准结构示意图:由于IEC60870-5-101中未采用应用规约控制信息(APCI),因此IEC60870-5-104 中的应用规约数据单元(APDU) 相当于IEC60870-5-101 中的应用服务数据单元(ASDU) , 并且IEC60870-5-104还对应用规约控制信息(APCI)作了定义,所以APDU是ASDU与APCI的结合。APCI的控制域定义了防止报文丢失和重复的控制信息,以及对报文的开始、停止和传输连接的监控。

(责任编辑:zxh007)



本文链接基于嵌入式Internet技术的通用型RTU-Webit-GRTU
http://c.iot-online.com/tech/2012/122823360.html
 
 
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