摘要：在大数据的时代背景下，工业仪表的数据往往需要在多个地方取用，但目前大多数的工业仪表使用的是串口通讯方式，亟需一种简单有效的方法实现工业仪表的数据共享。
关键词：工业仪表；数据共享；通讯
前言：
工业仪表之间常用的是串口通讯协议，常用的有RS232、RS422或RS485通讯协议。
在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS232接口是目前最常用的一种串行通讯接口。对于数据：逻辑“1”的电平低于-3V，逻辑“0”的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态（ON）即信号有效的电平高于+3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在-3V～-15V或+3V～+15V之间。
RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。实际上还有一根信号地线，共5根线。RS422比RS232更强的驱动能力。
RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。RS-485接口采用差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测两线之间的电位差就可以了。RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。
下面以大唐湘潭发电有限责任公司入炉煤电子皮带称数据共享为例进行方法讲解。
1原入炉煤电子皮带称数据通讯方式
大唐湘潭发电有限责任公司入炉煤电子皮带称仪表的数据有皮带秤累积量、瞬时流量和瞬时速度信号。有4台皮带秤（#9A、#9B、#4A、#4B）数据通过485通讯到一台用于分炉计量的上位机（以下简称“分炉计量上位机”），通过接口程序将数据送至数据采集通讯系统（以下简称“数采通”）进入一个名叫“三大项目”网络数据平台（以下简称“三大项目”）。通讯方式如图1-1所示。
图1-1改造前入炉煤电子皮带称数据通讯方式
这种仪表数据共享方式是通过分炉计量上位机里的一个端口程序将上位机COM口的数据通过网线发送到数采通一个网络端口，再由数采通将数据传输至“三大项目”网络平台。
该种工业仪表数据共享方式受上位机里端口程序的稳定性影响，数据传输通道单一，数据共享拓展性差。
由于分炉计量上位机端口程序稳定性不好，经常报错，然后中断运行，导致“三大项目”平台里没有入炉煤电子皮带秤数据，遂将入炉煤电子皮带秤数据共享的方式进行了改进。
2就地液位测量装置的改造
2.1改进后的入炉煤电子皮带秤数据共享方式
将入炉煤电子皮带秤皮带秤数据通过RS485 modbus网关连接，网关连接至路由器，一路至“三大项目”数采通，数采通能读取皮带秤数据后送入“三大项目”平台；另一路传到TCP/IP转RS232模块，再接入输煤程控室分炉计量上位机。通讯方式如图2-1所示。
图2-1 改造后主机润滑油箱油位测量装置效果示意图
2.2入炉煤电子皮带秤数据共享方式的实现
四台电子皮带秤直接通过RS485通讯线连接至RS485 modbus网关，所选用的数据转换设备型号为ZLAN5103（同类数据装设备都可以使用，不仅限于该设备）。将该RS485 modbus网关设置为入炉煤电子皮带秤数据服务器，数据传输方式由RS485通讯转为TCP/IP通讯。将网关通过网线与交换机连接，这样，入炉煤电子皮带秤数据就可以同时共享给任意一个连接到该交换机设备。设置数据服务如下图所示，数据服务器需要设定一个IP地址和数据发送端口。将数据服务器和交换机连接后，任何数据客户端都可以同过交换机读取数据服务器器中的端口数据。
在本次改进方案中，入炉煤电子皮带秤数据分两路进行了数据共享。一路通过网线与数采通连接，将数据传输至“三大项目”平台，另一路通过TCP/IP转RS232模块经RS232通讯线到分炉计量上位机。
3入炉煤电子皮带秤数据共享后取数据的方法
共享后的数据可以在交换机上取得，以下就是取数据的方法。
由于计算机上一般只有以RS232通讯的COM口，所以要用到TCP/IP转RS232模块做数据客户端，所选用的数据转换设备型号为ZLAN5103（同类数据装设备都可以使用，不仅限于该设备）。数据客户端的目的IP和端口应与需要访问的数据服务器一致。
将计算机与数据客户端用RS232数据线连接后，就实现了硬件设备的连接，接下来就是数据的转换。数据转换的依据是Modbus通讯协议。Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
结语：
本论文使用了一对数据转换模块和一个交换机实现了串口通讯仪表的数据共享，是一种简单有效的方法实现工业仪表的数据共享。
参考文献：
[1]《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》DL/T 774-2015（S）
[2]《300MW机组热工设备检修标准》（S）
[3]《600MW机组热工设备检修标准》（S）
[4]《防止电力生产重大事故二十五项重点要求》（S）
[5]《电力建设施工及验收技术规范》（第五部份：热工自动化）（S）
论文作者:陈鸿亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/3/27
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