摩托罗拉新一代SCADA系统 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统，即监视控制与数据采集系统，将先进的计算机技术、工业控制技术、通信技术有机地结合在一起，既具有强大的现场测控功能，又具有极强的组网通信能力，是自动化领域中重要的系统之一。 摩托罗拉公司是世界上提供无线电通信、半导体与先进的电子系统、部件及服务的主要厂商之一。该公司自1973年起就开始向用户提供各种无线、有线的或其他类型的监视控制与数据采集系统，其应用范围极广，从工业控制、公用事业设备、道路交通监视、农业生产到军用及民用报警控制等,至今已为用户安装了二千多套系统和50,000多个远程终端。 下面，本文简单介绍摩托罗拉的最新一代SCADA系统-MOSCAD系统。 1、综述 MOSCAD系统是摩托罗拉公司设计、生产的最新一代SCADA系统，它将先进的计算机技术、工业控制技术、显示技术、通信技术（有线通信、无线通信和微波通信等等）紧密的结合在一起，采用先进的计算机网络体系结构－客户机／服务器结构，利用先进的网络设备和网络互联技术设计而成。该SCADA系统具有合理的网络结构，具有较好的扩展能力和升级能力，为用户提供了长期的投资保护。 MOSCAD系统集中了PLC系统的现场测控功能强和组网通信能力强这两大优点，其信道既可配有线通信系统又可配无线通信系统，性能价格比高，而无线通信系统尤为适合于地域广阔的应用环境。 MOSCAD产品的核心是32位CPU和32位数字协处理器，具有极强的运算处理能力。它集完备的本地测控功能和完善的网络通信功能于一体，其独特的网络通信协议（MDLC）能保证在极其恶劣的电磁环境中十分可靠地通信。其环境适应性、系统可靠性皆按军标要求设计，具有极高的性能价格比，代表着SCADA系统的发展方向。 一般说来，MOSCAD系统由以下几个部分组成： l SCADA监控中心 l 通讯网络（有线、无线、光纤、微波、卫星等） l 远程终端单元（RTU） 这几方面在下文中会有综合介绍。 2、MOSCAD 远程终端单元RTU简介 MOSCAD RTU主要由CPU模板、电源/充电器、通信机（无线）或调制解调器（有线）、各种I/O模板及后备电池、机箱等几部分组成。 MOSCAD RTU是由微处理器控制的通用设备, 被优化设计用于对远端设备的监视和控制。它具有本地处理和控制能力,并可通过通信网络及控制中心下装数据库和应用程序。它采用插拔式模板结构,可以根据应用的需要组成不同的类型。 MOSCAD RTU提供下述拔插式模板,并根据需要配以相应的电源、电池和通信设备: - CPU板: 其上有二个串行接口和一个无线/有线通信接口。 - 开关量输入板:具有16/32 DI， 干接点/湿接点输入等不同类型 - 开关量输入板:具有16/32 DO， 磁保持或电激励继电器输出等不同类型。 - 模拟量输入板: 8AI。 - 模拟量输出板: 4AO。 - 混合输入/输出板: 8DI/4DO/2AI。 - RIX（Radio Image Transfer System）图象采集模板：6路图象输入。 - 其它特殊功能模板（如：交流分析模板等）。 MOSCAD RTU总线能支持多达 240 块 I/O模板。 1.1 CPU模板 * CPU板使用了MOTOROLA公司高性能的32位68302CPU，运行 时钟为16MHz。可扩展数字协处理器MC68882。 * 内部存贮器可扩展到2.5M字节。 * 400系列具有图象压缩/解压缩功能。 * CPU板上有20个LED为模板各部分故障和运行状态指示。 * CPU板上有锂电池。它可为板上实时时钟（RTC）和随机存贮器（RAM）提供后备电源。即使是交流电源掉电，后备电池也可保证CPU不丢失程序和中间数据。 * CPU板上有三个独立的通信接口。 口１:RS232或RS485（软件编程），传输波特率0-9600bps 口２:RS232，传输波特率0-9600bps 口３:可选择不同的通信接口板 －常规/集群无线电，DFM 2800/3600/4800bps －有线通信接口，专线2Ｗ／4Ｗ或多点访问的MODEM －RS232，传输波特率0-9600bps * CPU板支持MDLC、MODBUS等第三方设备的通信协议. 1.2 I/O模板 * MOSCAD RTU提供如下类型开关量输入模板 －16DI+2高速计数器干触点输入 －60DI干触点输入 －32DI湿触点输入 －16DI湿AC/DC输入 输入隔离满足ANSI/IEEEC37.90-1989标准，提供2.5KV光电隔离。 * MOSCAD RTU提供如下类型开关量输出模板 －16DO －32DO 输出隔离满足ANSI/IEEEC37.90-1989标准，触点之间隔离电压1KV，触点与线圈之间1.5ＫＶ。 * MOSCAD RTU提供如下类型模拟量输入模板 －4-20mA －0-5V －1mA －1V 输入2.5KV光电隔离 * MOCAD RTU提供如下类型模拟量输出模板 －0-5V －4-20mA 输出2.5KV光电隔离 1.3 RTU 软件及其运算能力。 RTU内的软件分为三个部分,第一部分是操作系统软件。包括资源管理,任务调度,函数运算,网络协议等,它存在于EPROM中;第二部分是系统配置软件。包括I/O定义、网络结构定义、通信方式定义等,它存在于FLASH中;第三部分是应用软件。此部分决定RTU的测控及通信功能,它存在于FLASH中,RTU软件可由梯形图语言和C语言进行编程。 RTU支持I/O的顺序逻辑控制和互锁控制。 RTU支持PID调节环路,250个环路可选,每个PID环占用2µs CPU时间。 1.4 RTU通信 MOSCAD RTU的通信方式:RTU 与中心站之间的通信为中心站触发的通信方式和RTU触发的通信方式。 * 中心站触发的通信方式包括: 广播方式、轮询方式、控制命令下发方式。 * RTU触发的通信方式包括: 事件触发方式、突发传输方式。 RTU与中心站和其它RTU间的通信可通过有/无线方式进行。它们之间的通信协议是MDLC。 MOSCAD支持下述各类通信链路: ¨ 无线VHF/UHF信道,数据传输速率达4.8Kbps。 ¨ 有线( 2线),数据传输速率达2.4Kbps。 ¨ 模拟微波(4线),数据传输速率达2.4Kbps。 ¨ 数字微波,数据传输速率达9.6Kbps。 1.5 控制原理 RTU是该SCADA系统的最基本的一级控制系统，所有被监控的现场都配有一套RTU，监控中心（站控中心）通过RTU从现场测量装置采集所有参数、信息和对现场设备进行控制和调整。根据需要将采集的传送至监控中心（和站控计算机），同时接受来自监控中心的远程控制指令对站场进行控制。RTU具有独立的运行能力，当RTU与监控中心通信中断时，不影响RTU的数据采集和控制功能，当计算机发生故障时，RTU也能独立完成全部功能。 监控中心（站控中心）与RTU的通讯方式采用异步轮询结合突发上报方式，轮询周期可调。同时，也可以通过监控中心的MCP-M，利用MOTOROLA的编程工具箱对RTU远程诊断，组态和编程。 3、 MDLC协议 MDLC协议是MOTOROLA公司优化设计用于SCADA系统的一种数据通信协议。SCADA系统工作于无线、有线、本地网等各种通信媒体，为了在这些不同的媒体中都能获得可靠和高效的通信效果，MDLC协议被设计成符合国际标准化组织（ISO）的开放系统互联（OSI）七层模型的通信协议，它优化了主计算机和RTU之间在无线及其它通信媒介上的数据传输。 MDLC协议有如下特点： * 存储／转发功能:RTU接收其它RTU发来的信息，将它们存储在自己的RAM中，等信道空闲时向其它RTU或中心站转发出去，转发路径由程序设定。对于那些中心站无线覆盖不到的RTU，可以借助其它RTU实现与中心站的可靠通信。 * 远距数据上装／下载及诊断:可在中心站或RTU对系统中的任何RTU进行定义组态软件和应用软件的下载，并可对其进行软、硬件诊断。 * 在同一物理媒介上允许有多个逻辑信道 ，因而可以保证高效的数据传输，允许同时主—RTU、 R TU—主及RTU—RTU的会话，因此减少了通信 媒介的负担。 * MDLC协议支持RTU数量达65,000个。在数据传输过程中，能根据传输质量的好坏实现变帧长传输。 * CRC校验使得数据通信误码率〈１０-6 4、MOSCAD监控中心 MOSCAD监控中心的基本结构如下图所示： MCP（MOSCAD Communication Processor）是MOSCAD通讯处理器，它包括MCP-M和MCP-T两种类型。 MCP-M（MOSCAD Communication Processor for MODBUS）是用于提供Motorola的MOSCAD RTU和各种SCA