基于gprs虚拟总线的分布式scada系统的研究与实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于GPRS虚拟总线的分布式SCADA系统的研究与实现姓名：史翔申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：刘志镜;赵晓蕾20071001摘要SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统即数据采集与监视控制系统，可以应用于燃气、热力、电力、供水、石油、化工等诸多领域的数据采集与监视控制。随着社会对这些公共事业的要求越来越高，为了保证其生产过程和调度管理的自动化与现代化，SCADA系统也随之高速地发展。SCADA系统自诞生之日起就与计算机技术密切相关

2、，发展到今天已经经历了数代。分布式SCADA系统是根据计算机集成生产系统(CIMS)的先进思想，形成的新一代SCADA系统。分布式是指系统的功能是分布的，系统各站点的功能是按生产、运行、管理的分工不同而设计的，该类系统面向企业大型调度自动化的需求，由各类站点分工协作共同实现生产控制和调度管理。分布式SCADA系统与现场工业总线密不可分，现场工业总线是SCADA系统各站点现场设备组建网络的基础，它使得系统的采集控制直接延伸到现场。现场工业总线技术不但提高了SCADA系统的通信能力和运行的可靠性，而且节省了系统建设中的布线费

3、用和硬件费用，提高了系统的可管理性和易维护性。SCADA系统中的站点往往分布在城市管网的各个不同位置，远程通信平台是其信息交换的基础，也是工业总线的通信载体。近年来，随着中国移动GPRS(通用分组无线业务)技术的快速发展，GPRS通信凭借其通信质量好、使用成本低等优点，已开始逐步代替传统的无线电台和有线专线等通信方式，将在SCADA系统通信领域占据主导地位。目前，GPRS技术和现场工业总线技术相结合已成为分布式SCADA系统的发展方向，这种以GPRS远程通信充当现场工业总线的电缆，作为其通信载体的GPRS虚拟总线技术正在

4、分布式SCADA系统领域被广泛地推广。论文研究主要针对GPRS通信和现场总线的核心协议以及两者结合方法的分析、设计、实现，包括对保证这种体系运行的通信机制的研究和分析并提供了基于GPRS虚拟总线的分布式SCADA系统集成方法和设计框架。在这种框架内，提出了一种基于面向软件复用的设计模式思想的数据通信模型，并通过实际的系统应用对其性能进行了评价。论文首先分析了GPRS通信和现场总线的主要特点，建立了在GPRS通信平台上使用现场总线协议进行通信的模型。在此基础上，为了快速、高效地开发系统功能块，设计并实现了有多个功能模块运行

5、的服务平台，详细介绍了这一平台的特点和具体开发步骤。在此基础上分析了这一平台在简化开发过程和合理利用资源方面的优势。最后，提出了一种基于GPRS虚拟总线的分布式SCADA系统的实现方案，并通过实际的系统应用验证了其系统性能。关键词：GPRS现场总线SCADA设计模式AbstractSCADAsystem，orSupervisoryControlAndDataAcquisitionSystem，maybeusedinmanyfields，suchasgas，heat，electric，watersupply,petrole

6、um，chemicalindustryetc．Asthesocialrequirementstowardsthesepublicaffairsaregettinghigherandhigher,SCADAsystemsaredevelopingrapidlytoensuretheautomaticsandmodernizationoftheirproductionprocessandschedulemanagement．Nowadays，SCADAsystems，whicharealwayscloselyrelatedt

7、othecomputertechnologysincetheywereborn,haveexperiencedseveralgenerations．DistributedSCADAsystemsarcanewgenerationofSCADAsystems，whichcomefromtheadvancedthoughtsoftheContemporaryIntegratedManufacturingSystem．Distributionmeansthatthefunctionsofthesystemaredistribu

8、ted，andthesefunctionsaredesignedaccordingtothedivisionofproduction,performanceandmanagement．Thiskindofsystemsareorientedtotherequirementsofscheduleautomaticsin