X.25通讯技术在石家庄华电热网监控系统中的应用

　　石家庄华新热电厂李素琴莫林峰清华同方股份有限公司李鹏25网络技术的基本原理和功能，并且介绍了该网络技术在石家庄华电热网监控系统中的实际应用。

　　25数据分组交换网随着我国工业控制技术的不断进步，自动控制系统在热网领域中的应用不断增加。通讯网络是控制系统中的重要组成部分，它负责在各个现场工作站或直接数字控制器与中央站之间传送信息，以此实现遥测与遥控功能。目前国内热网控制系统中的通讯网络大多使用以下几种通讯方式：①电流环、②点对点专线、25公用分组交换通讯网、④电话拨号、⑤以太网、⑥无线通讯。通讯方式的正确选择对控制系统运行的稳定性起着至关重要的作用。

　　然而对于石家庄华电热网而言，由于地域分布广，站点数量多而且分散，所处地形复杂，因此给通讯线路的铺设造成了很大难度。国外的许多设备如HONEYWELL，TAC等）大多采用总线结构的通讯方式或以太网，因此不适用于石家庄华电热网。由于天气等因素以及城市高层建筑的影响也使无线通讯的稳定性大打折扣。因此，以上所说的六种通讯方的电流环、以太网和无线通讯不适用于石家庄热网的监控系统。同时由于电信部门的技术实力雄厚，设备齐全，线路覆盖面广，因此可以借助电信部门的通讯网络解决监控系统的通讯问题。

　　石家庄华电热网目前共有300多个热力站，如实现全部通讯需要在每个热力站的现场安装现场控制设备和通讯设备。由此考虑点对点专线通讯投资费用过高，需要购买MODEM POOL）等设备，电话拨号方式的通讯速度较慢，对于如此之多的通讯点也不适合。因此我们*终选择了X. 25分组交换网与X.28专线相结合的通讯方式。这样做既节省了投资又使通讯速度和质量得到可靠的保证。

　　25通讯的特点虚电路动态逻辑复用，在单个物理电路上建立并发虚电路形成若干逻辑通道，每一个都具有**的标识，在服务器端（X. 25端）节省了资源；差错控制好，链路级协议采用HDLC规程的LAPB协议，一旦构成通道，在传输过程中不会有错误信息传送，准确率高；可靠性好，主机提出呼叫请求，若一旦某一中继线质量不好，X.25网络具有自寻找路由的能力；传输时延小，本系统采用分组虚电路交换方式，每个报文中仅**个分组'数据传输转发的基本单位）需要做路由选择，节省了传输时间，提高了网络利用效率。

　　X.25建议书由3级协议组成，物理级，链路级和分组级协议。它提供对虚呼叫和永久虚电路设施的访问，允许在同一条物理电路上一个DTE和网络上若干其他DTE之间进行多条连接的复用。这些逻辑连接中的每一条都利用在X. 25的第3级定义的一条虚电路。所有三级接口互相独立，第1级和第2级可以被其他任何执行相同功能的协议替代。分组级对X.25接口是**的，它的替代将产生不同接口。

　　25具有对分组交换服务提供虚电路接口的特征。它提供建立虚电路然后发送和接收数据的设施。每条虚电路都可以使用一种窗口机制进行流控制。接口的错误恢复可以使用reset（重置）、clear（清除）和restart'重启动（过程。而且，正常的呼叫结束关闭虚电路，以便它们可以用于其他呼叫。X.25接口的分组使用交织的统计型多路复用，在单个物理访问电路上建立并发虚电路如）形成若干逻辑通道，每一个都具有**的标识。可能的通道数是16个组，每组可以有256个通道。在每一个分组头中，使用4位标识组，使用8位标识通道。这些段中的二进制标示组合通道号。在DTE和DCE的通道之间有对应关系。能被使用的逻辑通道范围由网络管理机构指定。逻辑通道用以在分组交换网络上提供两种设施，即永久虚电路和虚呼叫。

　　下位机各配一条异步专线和调制解调器，配置简单，费用低廉，不需PC机，普通EPROM配置即可实现与中央站的通讯。而且下位机模块通过对串行口简单编程即可实现对调制解调器的控制功能，降低了开发难度，提高了通讯环节的稳定性。

　　石家庄华电热网监控系统在结构上大体可分为三层。**层由数据采集服务器、数据库服务器、操作员站和局域网络以及通讯设备构成。第二层由电信部门的通讯网络及设备构成。第三层由现场机柜）和通讯设备构成。系统结构示意图如所示。

　　如上图所示，上位机与下位机的通讯是通过第二部分的X.25网络进行通讯的。

　　**层数据采集服务器端的通讯设备包括一块EICONC21X.25同步通讯卡和一台同步调制解调器，EICON卡与调制解调器之间使用V. 24接口连接，调制解调器与电信部门的X.25网络通过一条物理专线连接。上层软件可调用EICON卡提供的API控制整个通讯过程，访问第二层的网络资源。

　　第三层的通讯设备是一台异步调制解调器，通过X.28专线与电信局设备相连，DTE端使用RS232接口与现场机控制器串行口连接。下位机软件可通过读写控制器的串行口控制通讯过程。

　　石家庄华电热网用户数量多，需要对每一个站点的监测做到及时准确，达到热网工作的要求。上位机同步专线只有一条，该电路可分时复用成16条虚电路，而下位机通讯点共250个，下位机通讯点的数量对缩短整个系统数据采集周期造成一定难度。因此应该合理高效的运用通讯网络资源，达到预期的目的。

　　+6.0开发完成，程序本身是一个多线程的应用程序，用户系统结构示意图*多可开启与实际的虚电路个数相同数目的线程进行通讯，每一个线程同时运行，互不干扰。在本系统中的同步专线设置为16条虚电路，因此在同一时间数据采集服务器可与16个通讯点热力站或阀门控制点）通讯。这样我们把所有的通讯点分为16组，每一个线程负责管理一组通讯点，对其通讯点做轮巡的呼叫。每个通讯点的通讯过程均包括呼叫数据传输虚电路拆除三个主要步骤。

　　利用上述的通讯方式，能够较为有效的使用全部可用的虚电路，解决了系统实时性问题，使数据采集周期满足热网监控的要求。该系统目前的数据刷新周期可控制在3分钟左右。

　　开发调试过程中遇到的问题对于服务器25）端的通讯设备应选用质量可靠，运行稳定，并提供良好编程接口和人机界面的设备。本系统*终选择EICONX. 25通讯卡和天津LOOP同步调制解调器。

　　对于下位机28）端的通讯设备由于现场工作环境复杂恶劣，所以应选用兼容性较好的工业级通讯设备。本系统*终选择了台联T-336CX调制解调器。

　　28端线路数量多，现场情况变化复杂，因此少数线路质量会受外界因素的影响而下降。这样很可能造成故障点的生成X.25端呼叫失败后返回的原因码多为09H），对于此类故障点应做自动停止呼叫处理，以免出现对故障点的频繁呼叫而造成的2网络异常。建议待物理线路恢复正常后继续进行该点的通讯操作。

　　正确计算系统各环节的延时。

　　2002.5期叫数据传输虚电路拆除的过程。数据传输过程包括上位机向下位机发送命令，下位机响应该命令向上位机传送数据或应答的两个步骤。然而下位机的运算周期较长，网络在传输报文过程中也存在较短的延时，上位机通讯程序在设计过程中应充分考虑各个环节的延时情况，根据实际情况正确设置等待响应的时间，过早的拆除虚电路会造成数据无法上传的现象。同时下位机通讯程序应尽量做到快速正确的反馈数据信息，以减少响应周期，提高整个系统的数据刷新频率。

　　避免无可用虚电路现象发生25端共开设16条虚电路，相应的通讯程序也开启16条线程控制所有虚电路的通讯过程。然而，在X.25端DTE所做的只是向DCE设备提出呼叫连接、传送数据、拆除连接等请求。尤其在拆除过程中，当拆除请求从某条虚电路中发送出去后，程序即可返回。然而该虚电路在之后的一段特定时间内并没有真正的拆除，而需要等待下一级节点的回应。因此在拆除请求后的一段时间内在本系统中*大8秒）该虚电路并不可用。如果在此时同一线程提出另一个呼叫申请，X. 25端将启用另外一条可用虚电路向网络提出呼叫申请，那么在同一时刻同一条线程占用了两个虚电路通道。这样在某些时刻会出现无可用虚电路的现象。因此在上位机的多线程程序开发过程中应注意通过延时或设置互斥代码段等方法避免不该发生的失败呼叫。

　　25技术在热网工程中的应用，证明该技术运行可靠，灵活方便，可扩展性大。与此同时有效地解决了大型热网监控系统中因用户数量多，热力站所处地形分散而难于解决的通讯问题。因此X.25技术在热网监控系统中具有较强的实用性和很大的推广价值。

　　本系统X. 25网络虚电路采用虚呼叫6VC）方式，每次与一个点通讯均需要经过呼