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申请/专利权人：杰瑞石油天然气工程有限公司

摘要：本发明公开了一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法，涉及远程监控技术领域，包括线体，线体包括采集总线和控制总线，采集总线的一端连接RTU主机，采集总线的另一端连接多台RTU从机，控制总线的一端连接RTU主机，控制总线的另一端连接多台RTU从机，线体的外表面设有外保护层，外保护层的内表面固定连接有防火层。本发明通过两条半双工通讯的总线，分别进行数据的上行和下行通讯，数据传输的实时性高，具有冗余特性，在任何一路上行的采集总线发生通讯故障时，总线通讯由单向改为双向通讯，数据仍能正常通讯。

主权项：1.一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，包括线体（1），其特征在于：所述线体（1）包括采集总线（2）和控制总线（3），所述采集总线（2）的一端连接RTU主机（4），所述采集总线（2）的另一端连接多台RTU从机（5），所述控制总线（3）的一端连接RTU主机（4），所述控制总线（3）的另一端连接多台RTU从机（5）；所述线体（1）的外表面设有外保护层（11），所述外保护层（11）的内表面固定连接有防火层（12），所述防火层（12）的内表面设有第一填充层（13），所述第一填充层（13）的中部设有内保护层（14）；所述内保护层（14）的内表面固定连接有第二填充层（17），所述第二填充层（17）的内表面两端均固定连接有屏蔽层（18），两个所述屏蔽层（18）的内表面均固定连接有线芯（19）；所述第一填充层（13）与防火层（12）固定连接，所述内保护层（14）的两侧中部均固定连接有固定卡条（15），所述固定卡条（15）由延伸性材料组成；所述第一填充层（13）的中部开设有固定卡槽（16），所述固定卡槽（16）与固定卡条（15）相适配；采集总线（2）的连接：RTU主机（4）和RTU从机（5）的采集总线（2）连接，采用点对点连接，RTU主机（4）的采集总线（2）COM口数量根据RTU从机（5）数量而定，每台RTU从机（5）在主机端都有一个COM口；每台RTU从机（5）主动上传实时数据，每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒，报文发送完成后，空闲间隔时间为70毫秒，在1秒钟内实时数据报文可达10次，达到100ms的实时性数据采集；采集总线（2）通讯故障时：RTU主机（4）若3秒内未收到某RTU从机（5）采集总线（2）上传的实时数据，则判定该RTU从机（5）采集总线（2）异常，由控制总线（3）每隔1秒轮训该RTU从机（5），保证对现场实时数据的正常获取；控制总线（3）的连接：RTU主机（4）和RTU从机（5）的控制总线（3）采用一点对多点的总线连接方式，RTU主机（4）根据采集的实时数据进行分析处理运算后，对需要进行控制的RTU从机（5）下发遥控命令，RTU主机（4）下发的遥控指令报文中包含被控制RTU从机（5）的ID编码；非此编码的RTU从机（5）不响应控制命令；被遥控的对应RTU从机（5）应答信息，通过采集总线（2）在实时数据中增加遥控应答字段信息给RTU主机（4），遥控命令实时及时下发；控制总线（3）通讯故障时：RTU主机（4）通过控制总线（3）每3秒广播一次时间信息，保持与各个RTU从机（5）的通讯，以便确定通讯是否中断，若RTU从机（5）在5秒内收不到时间信息，则可判定该RTU从机（5）的控制总线（3）端通讯异常，则在上传的实时数据信息中增加控制总线（3）异常的字段信息，RTU主机（4）收到实时信息后或者控制总线（3）异常，配置该RTU从机（5）采集总线（2）冗余控制总线（3），合用一条总线，进行半双工通讯，遥控命令通过采集总线（2）下发；采集总线（2）每100毫秒的高实时进行现场数据的采集，在总线不发生冗余作用时，数据一直单向上传；在RTU主机（4）有遥控命令下发时通过控制总线（3）下发命令，数据单向下传；通讯冗余：当采集总线（2）或控制总线（3）某一条发生通信故障时，另一条由单向通讯改为半双工双向通讯；当采集总线（2）线路发生通信故障，RTU主机（4）检测到该RTU从机（5）的采集总线（2）异常，自动启动控制总线（3），按照每秒一次对该RTU从机（5）进行问答式轮训获取实时数据，使RTU从机（5）数据通讯正常；若RTU主机（4）有遥控命令需要下发到其余装置，则优先下发遥控命令；然后进行对发生通信故障的RTU从机（5）进行问询；当控制总线（3）线路通讯故障时，RTU从机（5）收不到遥控命令，此时需要采集总线（2）进行冗余通讯；当控制总线（3）通讯故障时，RTU从机（5）上传的实时数据信息中包括控制总线（3）异常的信息，RTU主机（4）收到采集总线（2）的实时数据后，若需要对某RTU从机（5）进行遥控，则在收到数据的之后70毫秒内，通过采集总线（2）进行遥控命令下发，采集总线（2）在发送实时数据后的70毫秒空闲时间，准备接收该总线是否有遥控命令。

全文数据：高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法技术领域本发明涉及远程监控技术领域，具体为一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法。背景技术常用的RTU装置是实现对现场电气控制相关的信号采集和控制，对于现场的数据采集和信号控制，要求采集数据的实时性高，命令下达及时。目前，现有的控制总线采集数据的实时性低，命令下达不及时，当控制总线发生通信故障时，数据不能正常通讯。因此，提出一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法解决以上问题。发明内容一解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法，解决了现有的控制总线采集数据的实时性低，命令下达不及时，当控制总线发生通信故障时，数据不能正常通讯的问题。二技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，包括线体，所述线体包括采集总线和控制总线，所述采集总线的一端连接RTU主机，所述采集总线的另一端连接多台RTU从机，所述控制总线的一端连接RTU主机，所述控制总线的另一端连接多台RTU从机；所述线体的外表面设有外保护层，所述外保护层的内表面固定连接有防火层，所述防火层的内表面设有第一填充层，所述第一填充层的中部设有内保护层；所述内保护层的内表面固定连接有第二填充层，所述第二填充层的内表面两端均固定连接有屏蔽层，两个所述屏蔽层的内表面均固定连接有线芯；所述第一填充层与防火层固定连接，所述内保护层的两侧中部均固定连接有固定卡条，所述固定卡条由延伸性材料组成；所述第一填充层的中部开设有固定卡槽，所述固定卡槽与固定卡条相适配。可选的，所述RTU主机上设有多个COM口，多台所述RTU从机上均设有COM口，所述RTU从机的数量与RTU主机上COM口的数量相对应。可选的，每台所述RTU从机上传的每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒300Byte，波特率大于9600，空闲间隔时间为70毫秒。一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线的控制方法，采集总线的连接：RTU主机和RTU从机的采集总线连接，采用点对点连接，RTU主机的采集总线COM口数量根据RTU从机数量而定，每台RTU从机在主机端都有一个COM口；每台RTU从机主动上传实时数据，每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒，报文发送完成后，空闲间隔时间为70毫秒，在1秒钟内实时数据报文可达10次，达到100ms的实时性数据采集。采集总线通讯故障时：RTU主机若3秒内未收到某RTU从机采集总线上传的实时数据，则判定该RTU从机采集总线异常，由控制总线每隔1秒轮训该RTU从机，保证对现场实时数据的正常获取；控制总线的连接：RTU主机和RTU从机的控制总线采用一点对多点的总线连接方式，RTU主机根据采集的实时数据进行分析处理运算后，对需要进行控制的RTU从机下发遥控命令，RTU主机下发的遥控指令报文中包含被控制RTU从机的ID编码；非此编码的RTU从机不响应控制命令；被遥控的对应RTU从机应答信息，通过采集总线在实时数据中增加遥控应答字段信息给RTU主机，遥控命令实时及时下发，实时性高；控制总线通讯故障时：RTU主机通过控制总线每3秒广播一次时间信息，保持与各个RTU从机的通讯，以便确定通讯是否中断，若RTU从机在5秒内收不到时间信息，则可判定该RTU从机的控制总线端通讯异常，则在上传的实时数据信息中增加控制总线异常的字段信息，RTU主机收到实时信息后或者控制总线异常，配置该RTU从机采集总线冗余控制总线，合用一条总线，进行半双工通讯，遥控命令通过采集总线下发；采集总线每100毫秒的高实时进行现场数据的采集，在总线不发生冗余作用时，数据一直单向上传，保障了数据上传的高实时性；在RTU主机有遥控命令下发时通过控制总线下发命令，数据单向下传，保障了数据下达的及时性；通讯冗余：当采集总线或控制总线某一条发生通信故障时，另一条由单向通讯改为半双工双向通讯；当采集总线线路发生通信故障，RTU主机检测到该RTU从机的采集总线异常，自动启动控制总线，按照每秒一次对该RTU从机进行问答式轮训获取实时数据，使RTU从机数据通讯正常；若RTU主机有遥控命令需要下发到其余装置，则优先下发遥控命令；然后进行对发生通信故障的RTU从机进行问询；当控制总线线路通讯故障时，RTU从机收不到遥控命令，此时需要采集总线进行冗余通讯；当控制总线通讯故障时，RTU从机上传的实时数据信息中包括控制总线异常的信息，RTU主机收到采集总线的实时数据后，若需要对某RTU从机进行遥控，则在收到数据的之后70毫秒内，通过采集总线进行遥控命令下发，采集总线在发送实时数据后的70毫秒空闲时间，准备接收该总线是否有遥控命令；采集总线实现对各RTU从机的实时数据的采集，控制总线实现对各RTU从机的遥控命令的下发，采集总线和控制总线均使用半双工、差分通讯方式，通信距离能达到2Km，正常通讯时，采集总线仅单向上传实时数据，控制总线仅单向下传遥控命令，在通讯线路发生通信故障时，总线自身冗余，采集总线或控制总线由单向通讯自动变为双向通讯。三有益效果本发明提供了一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线及其控制方法，具备以下有益效果：1、本发明通过两条半双工通讯的总线，分别进行数据的上行和下行通讯，正常通讯时，采集总线将实时数据从RTU从机上传至RTU主机，RTU从机主动发起，RTU从机单向上传实时数据，上行数据每100毫秒上传一次，实时数据报文长度不超过30毫秒的发送时间，保证现场数据的实时性；控制总线由RTU主机经过对实时数据的处理和分析，从RTU主机下传遥控指令到RTU从机，控制总线任何时刻均可下发。2、本发明同时具有冗余特性，在任何一路上行的采集总线发生通讯故障时，RTU主机可通过通信超时机制的判断，改由控制总线进行实时数据的采集，若此时控制总线有遥控命令下发，则优先下发遥控命令；在控制总线发生通信故障时，RTU从机检测到通讯超时，采集总线上传的实时数据信息中包含控制总线异常信息，RTU主机则由采集总线下发遥控命令，总线通讯由单向改为双向通讯，数据仍能正常通讯。附图说明图1为本发明线体结构的示意图；图2为本发明的示意图；图3为本发明RTU主机程序流程图；图4为本发明RTU从机程序流程图。图中：1、线体；11、外保护层；12、防火层；13、第一填充层；14、内保护层；15、固定卡条；16、固定卡槽；17、第二填充层；18、屏蔽层；19、线芯；2、采集总线；3、控制总线；4、RTU主机；5、RTU从机。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，包括线体1，线体1包括采集总线2和控制总线3，采集总线2的一端连接RTU主机4，采集总线2的另一端连接多台RTU从机5，控制总线3的一端连接RTU主机4，控制总线3的另一端连接多台RTU从机5；线体1的外表面设有外保护层11，外保护层11的内表面固定连接有防火层12，防火层12的内表面设有第一填充层13，第一填充层13的中部设有内保护层14；内保护层14的内表面固定连接有第二填充层17，第二填充层17的内表面两端均固定连接有屏蔽层18，两个屏蔽层18的内表面均固定连接有线芯19；第一填充层13与防火层12固定连接，内保护层14的两侧中部均固定连接有固定卡条15，固定卡条15由延伸性材料组成；第一填充层13的中部开设有固定卡槽16，固定卡槽16与固定卡条15相适配。作为本发明的一种可选技术方案：RTU主机4上设有多个COM口，多台RTU从机5上均设有COM口，RTU从机5的数量与RTU主机4上COM口的数量相对应。作为本发明的一种可选技术方案：每台RTU从机5上传的每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒300Byte，波特率大于9600，空闲间隔时间为70毫秒。一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线的控制方法，采集总线2：RTU主机4和RTU从机5的采集总线2连接，采用点对点连接，RTU主机4的采集总线2COM口数量根据RTU从机5数量而定，每台RTU从机5在主机端都有一个COM口；每台RTU从机5主动上传实时数据，每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒300Byte，波特率大于9600，报文发送完成后，空闲间隔时间为70毫秒，在1秒钟内实时数据报文可达10次，达到100ms的实时性数据采集。采集总线2通讯故障时：RTU主机4若3秒内未收到某RTU从机5采集总线2上传的实时数据，则判定该RTU从机5采集总线2异常，由控制总线3每隔1秒轮训该RTU从机5，保证对现场实时数据的正常获取，因为发生通信故障，故障RTU从机5数据实时性有所降低，但仍能正常通讯，而其他RTU从机5的实时性没有受到影响。控制总线3：RTU主机4和RTU从机5的控制总线3采用一点对多点的总线连接方式，RTU主机4根据采集的实时数据进行分析处理运算后，对需要进行控制的RTU从机5下发遥控命令，RTU主机4下发的遥控指令报文中包含被控制RTU从机5的ID编码。非此编码的RTU从机5不响应控制命令；被遥控的对应RTU从机5应答信息，通过采集总线2在实时数据中增加遥控应答字段信息给RTU主机4，遥控命令实时及时下发，实时性高。控制总线3通讯故障时：RTU主机4通过控制总线3每3秒广播一次时间信息，保持与各个RTU从机5的通讯，以便确定通讯是否中断，如果RTU从机5在5秒内收不到时间信息，则可判定该RTU从机5的控制总线3端通讯异常，则在上传的实时数据信息中增加控制总线3异常的字段信息，RTU主机4收到实时信息后或者控制总线3异常，配置该RTU从机5采集总线2冗余控制总线3，合用一条总线，进行半双工通讯，遥控命令通过采集总线2下发。采集总线2每100毫秒的高实时进行现场数据的采集，在总线不发生冗余作用见下冗余介绍时，数据一直单向上传，保障了数据上传的高实时性；在RTU主机4有遥控命令下发时通过控制总线3下发命令，数据单向下传，保障了数据下达的及时性。通讯冗余：当采集总线2或控制总线3某一条发生通信故障时，另一条由单向通讯改为半双工双向通讯。当采集总线2线路发生通信故障，RTU主机4检测到该RTU从机5的采集总线2异常，自动启动控制总线3，按照每秒一次对该RTU从机5进行问答式轮训获取实时数据。从而使RTU从机5数据通讯正常，如果RTU主机4有遥控命令需要下发到其余装置，则优先下发遥控命令。然后进行对发生通信故障的RTU从机5进行问询。当控制总线3线路通讯故障时，RTU从机5收不到遥控命令，此时则需要采集总线2进行冗余通讯。当控制总线3通讯故障时，RTU从机上传的实时数据信息中包括控制总线3异常的信息，RTU主机4收到采集总线2的实时数据后，如果需要对某RTU从机5进行遥控，则在收到数据的之后70毫秒内，通过采集总线2进行遥控命令下发，采集总线2在发送实时数据后的70毫秒空闲时间，准备接收该总线是否有遥控命令。综上所述，该高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，采集总线2实现对各RTU从机5的实时数据的采集，控制总线3实现对各RTU从机5的遥控命令的下发，采集总线2和控制总线3均使用半双工、差分通讯方式，通信距离能达到2Km，正常通讯时，采集总线2仅单向上传实时数据，控制总线3仅单向下传遥控命令，在通讯线路发生通信故障时，总线自身冗余，采集总线2或控制总线3由单向通讯自动变为双向通讯。需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，包括线体1，其特征在于：所述线体1包括采集总线2和控制总线3，所述采集总线2的一端连接RTU主机4，所述采集总线2的另一端连接多台RTU从机5，所述控制总线3的一端连接RTU主机4，所述控制总线3的另一端连接多台RTU从机5；所述线体1的外表面设有外保护层11，所述外保护层11的内表面固定连接有防火层12，所述防火层12的内表面设有第一填充层13，所述第一填充层13的中部设有内保护层14；所述内保护层14的内表面固定连接有第二填充层17，所述第二填充层17的内表面两端均固定连接有屏蔽层18，两个所述屏蔽层18的内表面均固定连接有线芯19；所述第一填充层13与防火层12固定连接，所述内保护层14的两侧中部均固定连接有固定卡条15，所述固定卡条15由延伸性材料组成；所述第一填充层13的中部开设有固定卡槽16，所述固定卡槽16与固定卡条15相适配。2.根据权利要求1所述的高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，其特征在于：所述RTU主机4上设有多个COM口，多台所述RTU从机5上均设有COM口，所述RTU从机5的数量与RTU主机4上COM口的数量相对应。3.根据权利要求1所述的高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线，其特征在于：每台所述RTU从机5上传的每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒，空闲间隔时间为70毫秒。4.一种高实时性并具有自身冗余功能的远动监控总线的控制方法，其特征在于：采集总线2的连接：RTU主机4和RTU从机5的采集总线2连接，采用点对点连接，RTU主机4的采集总线2COM口数量根据RTU从机5数量而定，每台RTU从机5在主机端都有一个COM口；每台RTU从机5主动上传实时数据，每条报文长度不超过300字节，占用时间小于30毫秒，报文发送完成后，空闲间隔时间为70毫秒，在1秒钟内实时数据报文可达10次，达到100ms的实时性数据采集。采集总线2通讯故障时：RTU主机4若3秒内未收到某RTU从机5采集总线2上传的实时数据，则判定该RTU从机5采集总线2异常，由控制总线3每隔1秒轮训该RTU从机5，保证对现场实时数据的正常获取；控制总线3的连接：RTU主机4和RTU从机5的控制总线3采用一点对多点的总线连接方式，RTU主机4根据采集的实时数据进行分析处理运算后，对需要进行控制的RTU从机5下发遥控命令，RTU主机4下发的遥控指令报文中包含被控制RTU从机5的ID编码；非此编码的RTU从机5不响应控制命令；被遥控的对应RTU从机5应答信息，通过采集总线2在实时数据中增加遥控应答字段信息给RTU主机4，遥控命令实时及时下发，实时性高；控制总线3通讯故障时：RTU主机4通过控制总线3每3秒广播一次时间信息，保持与各个RTU从机5的通讯，以便确定通讯是否中断，若RTU从机5在5秒内收不到时间信息，则可判定该RTU从机5的控制总线3端通讯异常，则在上传的实时数据信息中增加控制总线3异常的字段信息，RTU主机4收到实时信息后或者控制总线3异常，配置该RTU从机5采集总线2冗余控制总线3，合用一条总线，进行半双工通讯，遥控命令通过采集总线2下发；采集总线2每100毫秒的高实时进行现场数据的采集，在总线不发生冗余作用时，数据一直单向上传，保障了数据上传的高实时性；在RTU主机4有遥控命令下发时通过控制总线3下发命令，数据单向下传，保障了数据下达的及时性；通讯冗余：当采集总线2或控制总线3某一条发生通信故障时，另一条由单向通讯改为半双工双向通讯；当采集总线2线路发生通信故障，RTU主机4检测到该RTU从机5的采集总线2异常，自动启动控制总线3，按照每秒一次对该RTU从机5进行问答式轮训获取实时数据，使RTU从机5数据通讯正常；若RTU主机4有遥控命令需要下发到其余装置，则优先下发遥控命令；然后进行对发生通信故障的RTU从机5进行问询；当控制总线3线路通讯故障时，RTU从机5收不到遥控命令，此时需要采集总线2进行冗余通讯；当控制总线3通讯故障时，RTU从机5上传的实时数据信息中包括控制总线3异常的信息，RTU主机4收到采集总线2的实时数据后，若需要对某RTU从机5进行遥控，则在收到数据的之后70毫秒内，通过采集总线2进行遥控命令下发，采集总线2在发送实时数据后的70毫秒空闲时间，准备接收该总线是否有遥控命令。

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