基于GPRS和虚拟串口的远程CEMS系统设计
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设 计 开发
基于 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ和虚拟串 口的远程 Ｃ Ｅ ＭＳ系统设计
徐 董 冬 王 菊
（ 华 北 电力 大 学（ 保 定） 河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘 要： 为 实现 电厂Ｃ Ｅ ＭＳ 系统的远程监测 ， 建立ｃ Ｅ Ｍｓ 远程 数据采集 中心， 本 文主要 提 出一种 基于Ｇ Ｐ ＲＳ 和虚 拟 串口技 术的解决方案 。 通过本 地 串口 服 务 器将 本地上 位机 中的数据提 取 出来， 再利 用Ｇ Ｐ ＲＳ ＤＴ Ｕ将 采集到 的数据发 送至具 有 固定Ｉ Ｐ 的数据接 收端 ， 最后 利 用虚 拟 串口技 术进行界 面还 原， 最终 实现 远程 在线 监控 的 详细描 述 。 关键 词： Ｇ Ｐ ＲＳ 虚拟 串 口 远 程Ｇ Ｅ ＭＳ 系统 中图分 类号： Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编 号： １ ０ ０ ７ － ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ８ — ０ １ ７ ９ — ０ １
Ｃ Ｅ ＭＳ 是英文Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 的 汇总 ， 而且可 以实现跨厂 区之间的数 据互 通 ， 有利于管理人员和设
缩写 ， 是指对 大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排 放总量连 续监 测并将 信息实时传输到主管部 门的装置 ， 被称为 “ 烟 气 自动监控系统 ” 。 传统的Ｃ Ｅ ＭＳ 系统采取“ 分而治之” 的方 案， 即每 套脱硫脱销设备对应一套Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 。 而每一个 电厂又会有多 台 机组 ， 往往分布于厂区不 同区域 ， 这样 ， 既会增加相 关运维部 门的运 维开支 ， 又不利于 电厂对于Ｃ Ｅ ＭＳ 的集 中管控 。 因此有必要对 Ｃ Ｅ ＭＳ 进行在线监控和集 中管控。 鉴于现场上 位机 无法直接接入Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ， 因此本 文提 出一种采 用Ｇ Ｐ ＲＳ 和虚 拟 串 口技术 的解 决方案 ， 基 于 Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ平台 ， 实现具有远程监测和集 中控制 的Ｃ Ｅ ＭＳ 系统， 使设 备商和设备管理人员可以随时查 看现场情 况， 及时发现 Ｃ Ｅ ＭＳ 相 关 设备存在 问题和缺 陷。
２ ． ２ ＧＰ ＲＳ 配 置
１远程 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 总 体 结构
以某 电厂实 际Ｃ Ｅ ＭＳ 集控系统为例 ， 现场有４ 台发 电机组 ， 也 即 对应４ 套Ｃ Ｅ ＭＳ 运行系统 。 每套 Ｃ Ｅ ＭＳ 独立运行 ， 无法实 现在 同一时 间 内对多个 Ｃ Ｅ ＭＳ 进行在线监 测， 运维效率不高 。 为 了实现Ｃ Ｅ ＭＳ 系统集 中远程监 控 ， 实现对 多个 系统 的融合 ， 并使融合后的系统具有远程监测和集 中管理 的功能 。 由于现场运行 环境 限制 ， 采用Ｇ Ｐ ＲＳ Ｄ ＴＵ作为传输介质 ， 实时监测所有运行设备 的数据参数和状态参数 ， 包括脱 硫人 口数据 、 脱硫 出口数据 、 脱硝人 口数 据、 脱硝 出口数据 、 相关折算数据 、 探头 反吹状态 等 。 远程 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统结 构如 图１ 所示 。 远程 数据 中心上 位机采用功 能强大的Ｆ ａ ｍｅ Ｖｉ ｅ ｗ平 台开发 ， 利用Ｓ Ｑ Ｌ Ｓ Ｅ ＲＶ ＥＲ ２ ０ ０ ０ 数据库作 为数据管 理工具。 打开本地 串 口服务器 ， 发送现场设 备的数据 参数 和状态参数 ， 采用Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 技术 传输现场 数据到数据 中心上位机的Ｉ Ｐ 地址 ， 利用虚 拟串 口“ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 作为数据接 收端 ， 将 收到的数 据进 行组态界面 还原并存入数 据库 ， 制作数据 报表和实 时数据 曲 线。 这样不仅可 以实现多套 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 的同时在线监测有利于数据
Ｇ Ｐ ＲＳ Ｄ ＴＵ的相关配置可 以通过Ｄ Ｔ Ｕ自带 的模块配置软件进 行相 关配 置。 不 同的品牌配置 软件 的实现方式不尽相同 ， 但需要配 置主 要参 数都 是一样的 。 需要 配置的主要参数包括串 口基本参数 、 Ｄ ＴＵ终端编号 、 目标 的Ｉ Ｐ 的地址或域名和 目标端 口号 ， 选择传输协 议为ＴＣ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议即可。 配置成功后 ， Ｄ Ｔ Ｕ就可以与 目标Ｉ Ｐ 地址 的主 机建立链接发送数 据 ， 发送 的数据包 中包含登 陆帧、 心跳 帧和数据 帧。 ２ ． ３虚 拟 串 口 配 置 在远程监控 中心计算机上安 装一个名为 “ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 的虚 拟串 口软件 。 这是一款 能够接￣Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议 的网络数据格式， 并将 此数据映射为支持ＲＳ － ２ ３ ２ 协议格式的串 口通讯数据送入 用户虚拟 出来 的串 口中。 打开“ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 后， 点击“ 添加” ， 添加一 个新的 虚拟 串口， 选择串 口号 ， “ 网络协议” 选择 “ ＴＣ Ｐ Ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ” ， “ 目标Ｉ Ｐ ” 填 写远程监控 中心的 地址 ， “ 目标端 口” 填 写一个远程监控 中心计 算 机 中未 被 使 用 的端 口号 ， 最 后点击确定即可。
一
备供 应商 随时查看现场情 况 ， 及时发现设备 中存在的缺陷 ， 大大提 升了运维效率和设备安全性 。 如图１ 所示。 ２相 关通 讯配 置 ２ ． １本 地 串 口服 务 器 配 置
本地 串 口服务器 配置可以通 过配置Ｆ ａ ｍｅ Ｖｉ ｅ ｗ提供 的“ 数据服 务” 功能 实现 。 在Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ中选 择“ 数据服务 ” 菜单下的“ 设置 串 口 服务器 ” ， 进行 通讯 串 口参数设 置 ， 例￣ ｌ ｌ Ｃ ＯＭ４（ ９ ６ ０ ０ ， ８ ， １ ， Ｎｏ ｎ ｅ ） 。 设置好相应的串 口参数后 ， 选择“ 定义 变量 包” ， 将点表 中的变量ＡＩ 和ＤＩ ， 加入到相应 的变量包 中， 记下各个变量在变量包 中的地址。 然 后在 Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ的“ 我的系统 ” 菜单下的“ 设置” ， 选择 “ 启动任务 ” 勾 选“ 串口服务器 ” 并确定 即可 。
基于 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ和虚拟串 口的远程 Ｃ Ｅ ＭＳ系统设计
徐 董 冬 王 菊
（ 华 北 电力 大 学（ 保 定） 河北保 定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘 要： 为 实现 电厂Ｃ Ｅ ＭＳ 系统的远程监测 ， 建立ｃ Ｅ Ｍｓ 远程 数据采集 中心， 本 文主要 提 出一种 基于Ｇ Ｐ ＲＳ 和虚 拟 串口技 术的解决方案 。 通过本 地 串口 服 务 器将 本地上 位机 中的数据提 取 出来， 再利 用Ｇ Ｐ ＲＳ ＤＴ Ｕ将 采集到 的数据发 送至具 有 固定Ｉ Ｐ 的数据接 收端 ， 最后 利 用虚 拟 串口技 术进行界 面还 原， 最终 实现 远程 在线 监控 的 详细描 述 。 关键 词： Ｇ Ｐ ＲＳ 虚拟 串 口 远 程Ｇ Ｅ ＭＳ 系统 中图分 类号： Ｔ Ｐ ２ ７ ７ 文献 标识码 ： Ａ 文 章编 号： １ ０ ０ ７ － ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ８ — ０ １ ７ ９ — ０ １
Ｃ Ｅ ＭＳ 是英文Ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ 的 汇总 ， 而且可 以实现跨厂 区之间的数 据互 通 ， 有利于管理人员和设
缩写 ， 是指对 大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排 放总量连 续监 测并将 信息实时传输到主管部 门的装置 ， 被称为 “ 烟 气 自动监控系统 ” 。 传统的Ｃ Ｅ ＭＳ 系统采取“ 分而治之” 的方 案， 即每 套脱硫脱销设备对应一套Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 。 而每一个 电厂又会有多 台 机组 ， 往往分布于厂区不 同区域 ， 这样 ， 既会增加相 关运维部 门的运 维开支 ， 又不利于 电厂对于Ｃ Ｅ ＭＳ 的集 中管控 。 因此有必要对 Ｃ Ｅ ＭＳ 进行在线监控和集 中管控。 鉴于现场上 位机 无法直接接入Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ， 因此本 文提 出一种采 用Ｇ Ｐ ＲＳ 和虚 拟 串 口技术 的解 决方案 ， 基 于 Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ平台 ， 实现具有远程监测和集 中控制 的Ｃ Ｅ ＭＳ 系统， 使设 备商和设备管理人员可以随时查 看现场情 况， 及时发现 Ｃ Ｅ ＭＳ 相 关 设备存在 问题和缺 陷。
２ ． ２ ＧＰ ＲＳ 配 置
１远程 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 总 体 结构
以某 电厂实 际Ｃ Ｅ ＭＳ 集控系统为例 ， 现场有４ 台发 电机组 ， 也 即 对应４ 套Ｃ Ｅ ＭＳ 运行系统 。 每套 Ｃ Ｅ ＭＳ 独立运行 ， 无法实 现在 同一时 间 内对多个 Ｃ Ｅ ＭＳ 进行在线监 测， 运维效率不高 。 为 了实现Ｃ Ｅ ＭＳ 系统集 中远程监 控 ， 实现对 多个 系统 的融合 ， 并使融合后的系统具有远程监测和集 中管理 的功能 。 由于现场运行 环境 限制 ， 采用Ｇ Ｐ ＲＳ Ｄ ＴＵ作为传输介质 ， 实时监测所有运行设备 的数据参数和状态参数 ， 包括脱 硫人 口数据 、 脱硫 出口数据 、 脱硝人 口数 据、 脱硝 出口数据 、 相关折算数据 、 探头 反吹状态 等 。 远程 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统结 构如 图１ 所示 。 远程 数据 中心上 位机采用功 能强大的Ｆ ａ ｍｅ Ｖｉ ｅ ｗ平 台开发 ， 利用Ｓ Ｑ Ｌ Ｓ Ｅ ＲＶ ＥＲ ２ ０ ０ ０ 数据库作 为数据管 理工具。 打开本地 串 口服务器 ， 发送现场设 备的数据 参数 和状态参数 ， 采用Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 技术 传输现场 数据到数据 中心上位机的Ｉ Ｐ 地址 ， 利用虚 拟串 口“ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 作为数据接 收端 ， 将 收到的数 据进 行组态界面 还原并存入数 据库 ， 制作数据 报表和实 时数据 曲 线。 这样不仅可 以实现多套 Ｃ Ｅ ＭＳ 系统 的同时在线监测有利于数据
Ｇ Ｐ ＲＳ Ｄ ＴＵ的相关配置可 以通过Ｄ Ｔ Ｕ自带 的模块配置软件进 行相 关配 置。 不 同的品牌配置 软件 的实现方式不尽相同 ， 但需要配 置主 要参 数都 是一样的 。 需要 配置的主要参数包括串 口基本参数 、 Ｄ ＴＵ终端编号 、 目标 的Ｉ Ｐ 的地址或域名和 目标端 口号 ， 选择传输协 议为ＴＣ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议即可。 配置成功后 ， Ｄ Ｔ Ｕ就可以与 目标Ｉ Ｐ 地址 的主 机建立链接发送数 据 ， 发送 的数据包 中包含登 陆帧、 心跳 帧和数据 帧。 ２ ． ３虚 拟 串 口 配 置 在远程监控 中心计算机上安 装一个名为 “ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 的虚 拟串 口软件 。 这是一款 能够接￣Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 协议 的网络数据格式， 并将 此数据映射为支持ＲＳ － ２ ３ ２ 协议格式的串 口通讯数据送入 用户虚拟 出来 的串 口中。 打开“ ＵＳ Ｒ ＶＣ Ｏ Ｍ” 后， 点击“ 添加” ， 添加一 个新的 虚拟 串口， 选择串 口号 ， “ 网络协议” 选择 “ ＴＣ Ｐ Ｃ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ” ， “ 目标Ｉ Ｐ ” 填 写远程监控 中心的 地址 ， “ 目标端 口” 填 写一个远程监控 中心计 算 机 中未 被 使 用 的端 口号 ， 最 后点击确定即可。
一
备供 应商 随时查看现场情 况 ， 及时发现设备 中存在的缺陷 ， 大大提 升了运维效率和设备安全性 。 如图１ 所示。 ２相 关通 讯配 置 ２ ． １本 地 串 口服 务 器 配 置
本地 串 口服务器 配置可以通 过配置Ｆ ａ ｍｅ Ｖｉ ｅ ｗ提供 的“ 数据服 务” 功能 实现 。 在Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ中选 择“ 数据服务 ” 菜单下的“ 设置 串 口 服务器 ” ， 进行 通讯 串 口参数设 置 ， 例￣ ｌ ｌ Ｃ ＯＭ４（ ９ ６ ０ ０ ， ８ ， １ ， Ｎｏ ｎ ｅ ） 。 设置好相应的串 口参数后 ， 选择“ 定义 变量 包” ， 将点表 中的变量ＡＩ 和ＤＩ ， 加入到相应 的变量包 中， 记下各个变量在变量包 中的地址。 然 后在 Ｆ ａ ｍｅ Ｖ ｉ ｅ ｗ的“ 我的系统 ” 菜单下的“ 设置” ， 选择 “ 启动任务 ” 勾 选“ 串口服务器 ” 并确定 即可 。