基于嵌入式组态平台的数据转发模型

一、转发问题提出

在复杂、庞大的现场监控系统中，往往需要管理层的中心控制室对多个现场层的数据进行集中控制。那么管理层是如何获得这些数据的呢？这就是我们这篇文章研究的重点：数据转发。

所谓的现场层，就是由现场的数据采集工作站和设备组成的。图1.1就是一个现场层实例，由现场设备控制器和现场操作平台数据采集装置TPC组成。

图1.1 现场控制实例示意图

所谓的管理层，就是管理1个或多个现场的中心层。

本文所研究的数据转发问题，主要是现场层某个控制点和下一个控制点间的数据转发，以及现场层的信息向中心管理层的数据转发。

二、数据转发环境分析

1、信息平行转发

所谓平行转发，就是同样在管理层或者是现场层，层内的控制信息需要进行数据共享，采用转发模式。

信息平行转发的特点是转发网络多为现场总线，甚至为同一条总线。

如果每个现场有多个控制点，每个控制点和下个点都有传承关系，那么，需要把上一个点的数据转发给下一个点。

通常，我们在控制现场遇到的转发环境包括两种，一种是逻辑控制器，比如PLC直接中转数据；另外一种是通过嵌入式触摸屏TPC做中转进行数据转发。

第一种数据转发模式环境如图2.1.1所示：

图2.1.1 PLC直接数据转发示意图

现场信息是通过PLC进行数据转发的。我们可以看到信息源PLC2的数据是通过S7-226XPCN转发给TPC的。这种转发方式连接比较简单，但对PLC的性能要求比较高，比如在上面的PLC中，必须选用S7-200系列高端的PLC。同时，在S7-226XPCN中，需要做自由口通讯的编程，也有一定工作量和技术含量。

优点：结构简洁，实时性较高，专用性强。

缺点：由于硬件的限制和PLC编程的限制，扩展性较差。

这种情况的主要工作是PLC的选型和其内部逻辑编程。在本文中，我们不做主要讨论。

第二种，经过嵌入式触摸屏TPC的数据转发，如图2.1.2所示：

图2.1.2 嵌入式TPC数据转发示意图

如果PLC1需要PLC2的信息，可以通过控制柜上的触摸屏进行转发。这种方式与第一种转发情况相比，PLC可以专注于现场过程控制，数据转发的任务交给TPC来完成。

优点：PLC更为专注，TPC使用组态软件，转发工作量降低；模式的开放性和扩展性能更好。

缺点：因为TPC处理界面、存储等并行事务更多，所以，针对通讯转发的实时性能有可能减弱。

这种模式，在现场监控系统中应用也很广泛。由于TPC通讯扩展性很高，所以，转发模式变化很多。比如，现场对转发性能要求很低。那么，我们可以采用如图2.1.3所示一个串行总线连接多台PLC，进行数据转发。

图2.1.3 串行总线连接PLC进行数据转发

而且，如果每个控制点距离很远，可以借助以太网进行转发，那么，可以通过这个控制点的机柜上面的触摸屏TPC，和下一个控制点的机柜上面的触摸屏TPC进行数据转发。如图2.1.4所示：

图2.1.4 触摸屏TPC之间的数据转发

这种转发模式，是本文讨论的重点。

来源：维库开发网