基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法
技术领域
1.本发明实施例涉及热网监控调度技术领域，尤其涉及一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法及系统。
背景技术：2.热网监控系统，是通过计算机或其他智能控制设备实现对热力系统的自动检测与控制的一体化系统，远程采集各热用户的数据，例如温度、压力、瞬间流量、累积流量等，其中的各个监控子站与监控中心之间采用gprs(general packet radio service，通用分组无线服务技术)进行通信。而在热电企业中，dcs系统(distributed control system，分布式控制系统)的应用具有重要意义，能够智能化地管理热电厂的现场设备，及时对现场设备进行适当控制，使得整个热电系统能够按照预期工况运转，并在发生异常时作出适当动作防止异常扩散，维护系统运行稳定可靠。
3.但是，目前的热网监控系统与dcs系统在热电企业内部分属于不同的网络区域，dcs系统属于安全i区，不允许有外区域数据接入，目的是防止系统受到入侵破坏；而热网监控系统一般采用gprs通讯，需要连接互联网，属于安全iv区，不能直接接入dcs。因此，当下的dcs系统供热生产调度通常只能依据锅炉出口数据调节生产，或者人工监视热网监控系统的数据手动接入调节，导致调节比较粗放且存在严重滞后，不利于节能降耗和及时作出反馈调度。
技术实现要素：4.本发明实施例提供一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法及系统，以解决上述dcs系统调节粗放且存在滞后的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，包括以下步骤：
7.s1、dcs系统中的控制接口柜dpu轮询请求热网远程终端，并发出采集数据的采集请求指令；
8.s2、所述控制接口柜dpu的通讯管理机处理转换所述采集请求指令，形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关；
9.s3、所述外网网关通过4g网络将所述请求数据包发送至所述热网远程终端；
10.s4、所述热网远程终端对所述请求数据包进行拆包、转换和还原，执行还原后的指令，并向所述外网网关发送反馈数据包；
11.s5、所述外网网关先对所述反馈数据包进行策略设置，再将所述反馈数据包发送至所述控制接口柜的通讯管理机；
12.s6、所述通讯管理机对所述反馈数据包进行解码转换处理，从而得出终端数据，并将所述终端数据发送至所述控制接口柜dpu；
13.s7、所述控制接口柜dpu将所述终端数据输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯。
14.本发明进一步设置为：在步骤s1中，dcs系统中的控制接口柜dpu轮询请求热网远程终端，并发出采集数据的采集请求指令，包括：
15.所述控制接口柜dpu根据用户端仪表从站地址、需要读取的寄存器数据以及预设的轮询周期，定期向所述热网远程终端发出所述采集请求指令的采集报文，以便采集所有用户仪表数据。
16.本发明进一步设置为：在步骤s2中，所述控制接口柜dpu的通讯管理机处理转换所述采集请求指令，形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关，包括：
17.所述控制接口柜dpu的通讯管理机根据所述采集请求指令进行数据编码转换、打包以及转发，以形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关。
18.本发明进一步设置为：所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。
19.本发明进一步设置为：在步骤s4中，所述热网远程终端对所述请求数据包进行拆包、转换和还原，执行还原后的指令，并向所述外网网关发送反馈数据包，包括：
20.所述热网远程终端的4g通讯模块对所述请求数据包进行拆包和转换，还原所述采集请求指令，并将还原后的所述采集请求指令发送至所述流量演算器；
21.所述流量演算器响应并执行对应指令，并向所述4g通讯模块发出响应报文；
22.所述4g通讯模块对所述响应报文进行处理，形成反馈数据包，并将所述反馈数据包发送至所述外网网关。
23.本发明进一步设置为：所述通讯管理机部署在热电厂的内部网络中，所述热网远程终端不与所述通讯管理机直接通讯。
24.本发明进一步设置为：在步骤s7中，所述控制接口柜dpu将所述终端数据输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯，包括：
25.所述控制接口柜dpu先将所述终端数据处理转换成模拟量信号，再输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯。
26.本发明进一步设置为：在步骤s7中，所述控制接口柜dpu通过硬接线将所述模拟量信号隔离输出至所述dcs系统中。
27.第二方面，本发明实施例提供了一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯系统，应用于如上述所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，所述数据通讯系统包括：dcs系统、控制接口柜dpu、通讯管理机、外网网关和热网远程终端；
28.所述dcs系统与所述控制接口柜dpu通讯连接，所述控制接口柜dpu与所述通讯管理机通讯连接，所述通讯管理机通过所述外网网关与所述热网远程终端通讯连接。
29.本发明进一步设置为：所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。
30.综上所述，本发明的有益效果为：
31.与现有技术相比，在本发明实施例中，在基于4g物联网的条件下，实现热电厂外的热网远程终端与热电厂内的dcs系统的数据通讯，使得dcs系统能够准确且及时地采集得到热网远程终端的数据，从而使得dcs系统的调度更加精准和高效，并且具有高精度的时效性，有利于节能降耗，便于系统的日常维护。与此同时，采用外网网关的预先策略设置，有效保证两者通讯时的安全性，确保dcs系统的安全可靠，无需第三方监控系统中转，降低通讯故障率。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本发明实施例中的一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法流程图。
34.图2为本发明实施例中的一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯示意图。
35.图3为本发明实施例中的一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯系统的结构示意图。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.请参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，包括以下步骤：
38.s1、dcs系统(distributed control system，分布式控制系统)中的控制接口柜dpu(distributed processing unit，又称分布处理单元)轮询请求热网远程终端，并发出采集数据的采集请求指令。
39.在本实施例中，dpu轮询请求热网远程终端数据。
40.在步骤s1中，所述控制接口柜dpu根据用户端仪表从站地址、需要读取的寄存器数据以及预设的轮询周期，定期向所述热网远程终端发出所述采集请求指令的采集报文，以便采集所有用户仪表数据。进一步地，本实施例中的控制接口柜dpu，也可根据电热厂内现场设备的工况需求，设定指定的数据作为采集目标，同时将其余数据作为次要采集目标，从而简化采集请求指令，加快通讯过程中的数据包转换处理，提高实时性，从而快速高效地通过热网远程终端与dcs系统的数据通讯后，进行精准的现场设备调节。
41.s2、所述控制接口柜dpu的通讯管理机处理转换所述采集请求指令，形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关。
42.在本实施例中，通讯管理机处理请求数据并发出。
43.在步骤s2中，所述控制接口柜dpu的通讯管理机根据所述采集请求指令进行数据
编码转换、打包以及转发，以形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关。具体地，将dpu的采集请求指令封装为用户远程计量终端能够识别的指令格式，接着使用tcp(transmission control protocol，传输控制协议)或udp(user datagram protocol，用户数据报协议)方式发往远程用户端对应的ip和port(用户端当前的ip地址和对外服务的端口号port)。
44.s3、所述外网网关通过4g网络将所述请求数据包发送至所述热网远程终端。
45.在本实施例中，外网网关将数据转发至对应热网远程终端。
46.由于所述热网远程终端与dcs系统不处于同一个局域网，无法直接通讯，本实施例中则通过外网网关进行转发。
47.s4、所述热网远程终端对所述请求数据包进行拆包、转换和还原，执行还原后的指令，并向所述外网网关发送反馈数据包。
48.在本实施例中，热网远程终端接收数据、处理并将响应数据打包发出。
49.进一步地，所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。具体地：
50.所述热网远程终端的4g通讯模块对所述请求数据包进行拆包和转换，还原所述采集请求指令，并将还原后的所述采集请求指令发送至所述流量演算器；所述流量演算器立即响应并执行对应指令，并向所述4g通讯模块发出响应报文；所述4g通讯模块对所述响应报文进行处理，形成反馈数据包，并将所述反馈数据包发送至所述外网网关。
51.s5、所述外网网关先对所述反馈数据包进行策略设置，再将所述反馈数据包发送至所述控制接口柜的通讯管理机。
52.在本实施例中，外网网关收到数据后转发至通讯管理机。
53.具体地，为保护通讯管理机，将通讯管理机部署于热电厂的内部网络中，热网用户终端不直接与通讯管理机通讯，因此先将反馈数据包发送至外网网关处，外网网关内预先进行策略设置，将收到的反馈数据包转发至通讯管理机的对应端口。所有热网用户终端发来的对应端口的报文都会由网关转发至热电厂内部的通讯管理机，以确保通讯安全和保温转发的顺利进行。
54.s6、所述通讯管理机对所述反馈数据包进行解码转换处理，从而得出终端数据，并将所述终端数据发送至所述控制接口柜dpu。
55.在本实施例中，通讯管理机进行数据解码。
56.s7、所述控制接口柜dpu先将所述终端数据处理转换成模拟量信号，再通过硬接线将所述模拟量信号隔离输出至所述dcs系统中，从而完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯。
57.在本实施例中，控制接口柜将数据隔离输出至dcs系统。
58.请参阅图1至图3，本发明实施例还公开一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯系统，所述数据通讯系统包括：dcs系统、控制接口柜dpu、通讯管理机、外网网关和热网远程终端；所述dcs系统与所述控制接口柜dpu通讯连接，所述控制接口柜dpu与所述通讯管理机通讯连接，所述通讯管理机通过所述外网网关与所述热网远程终端通讯连接。进一步地，所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。
59.综上所述，本发明的有益效果为：
60.与现有技术相比，在本发明实施例中，在基于4g物联网的条件下，实现热电厂外的热网远程终端与热电厂内的dcs系统的数据通讯，使得dcs系统能够准确且及时地采集得到热网远程终端的数据，从而使得dcs系统的调度更加精准和高效，并且具有高精度的时效性，有利于节能降耗，便于系统的日常维护。与此同时，采用外网网关的预先策略设置，有效保证两者通讯时的安全性，确保dcs系统的安全可靠，无需第三方监控系统中转，降低通讯故障率。
61.上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
技术特征：1.基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、dcs系统中的控制接口柜dpu轮询请求热网远程终端，并发出采集数据的采集请求指令；s2、所述控制接口柜dpu的通讯管理机处理转换所述采集请求指令，形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关；s3、所述外网网关通过4g网络将所述请求数据包发送至所述热网远程终端；s4、所述热网远程终端对所述请求数据包进行拆包、转换和还原，执行还原后的指令，并向所述外网网关发送反馈数据包；s5、所述外网网关先对所述反馈数据包进行策略设置，再将所述反馈数据包发送至所述控制接口柜的通讯管理机；s6、所述通讯管理机对所述反馈数据包进行解码转换处理，从而得出终端数据，并将所述终端数据发送至所述控制接口柜dpu；s7、所述控制接口柜dpu将所述终端数据输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯。2.根据权利要求1所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，在步骤s1中，dcs系统中的控制接口柜dpu轮询请求热网远程终端，并发出采集数据的采集请求指令，包括：所述控制接口柜dpu根据用户端仪表从站地址、需要读取的寄存器数据以及预设的轮询周期，定期向所述热网远程终端发出所述采集请求指令的采集报文，以便采集所有用户仪表数据。3.根据权利要求1所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，在步骤s2中，所述控制接口柜dpu的通讯管理机处理转换所述采集请求指令，形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关，包括：所述控制接口柜dpu的通讯管理机根据所述采集请求指令进行数据编码转换、打包以及转发，以形成所述热网远程终端可识别的请求数据包，并将所述请求数据包发送至外网网关。4.根据权利要求1所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。5.根据权利要求4所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，在步骤s4中，所述热网远程终端对所述请求数据包进行拆包、转换和还原，执行还原后的指令，并向所述外网网关发送反馈数据包，包括：所述热网远程终端的4g通讯模块对所述请求数据包进行拆包和转换，还原所述采集请求指令，并将还原后的所述采集请求指令发送至所述流量演算器；所述流量演算器响应并执行对应指令，并向所述4g通讯模块发出响应报文；所述4g通讯模块对所述响应报文进行处理，形成反馈数据包，并将所述反馈数据包发送至所述外网网关。6.根据权利要求5所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其
特征在于，所述通讯管理机部署在热电厂的内部网络中，所述热网远程终端不与所述通讯管理机直接通讯。7.根据权利要求1所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，在步骤s7中，所述控制接口柜dpu将所述终端数据输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯，包括：所述控制接口柜dpu先将所述终端数据处理转换成模拟量信号，再输出至所述dcs系统，完成所述热网远程终端与所述dcs系统的数据通讯。8.根据权利要求7所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，其特征在于，在步骤s7中，所述控制接口柜dpu通过硬接线将所述模拟量信号隔离输出至所述dcs系统中。9.一种基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯系统，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯方法，所述数据通讯系统包括：dcs系统、控制接口柜dpu、通讯管理机、外网网关和热网远程终端；所述dcs系统与所述控制接口柜dpu通讯连接，所述控制接口柜dpu与所述通讯管理机通讯连接，所述通讯管理机通过所述外网网关与所述热网远程终端通讯连接。10.根据权利要求9所述的基于4g物联网的热网远程终端与dcs系统的数据通讯系统，其特征在于，所述热网远程终端包括4g通讯模块和流量演算器；所述4g通讯模块用于数据处理，所述流量演算器用于响应和执行指令。
技术总结本发明提供一种基于4G物联网的热网远程终端与DCS系统的数据通讯方法及系统，其中的数据通讯方法包括以下步骤：S1、控制接口柜DPU轮询请求热网远程终端，发出采集请求指令；S2、通讯管理机转换采集请求指令形成请求数据包，将请求数据包发送至外网网关；S3、外网网关将请求数据包发送至热网远程终端；S4、热网远程终端转换还原请求数据包，执行指令，向外网网关发送反馈数据包；S5、外网网关对反馈数据包进行策略设置，将反馈数据包发送至通讯管理机；S6、通讯管理机处理反馈数据包得出终端数据，并发送至控制接口柜DPU；S7、控制接口柜DPU将终端数据输出至DCS系统。本发明实现DCS与分布于厂外的热网远程终端安全通信。布于厂外的热网远程终端安全通信。布于厂外的热网远程终端安全通信。
技术研发人员：李新建 邹月明 陈燕 段连峰
受保护的技术使用者：华电佛山能源有限公司
技术研发日：2022.05.18
技术公布日：2022/11/1
