摘要：本文分析工业现场信息数据转发的必要性，根据实践，总结出转发应用模式，并阐述了其在不同领域的广泛应用。然后，介绍基于WinCE平台，采用嵌入式组态软件eHMIBuilder实现数据转发的现场应用案例。最后，展望其他基于嵌入式平台的数据转发模式。

　　一．转发问题提出
　　在复杂、庞大的现场监控系统中，往往需要管理层的中心控制室对多个现场层的数据进行集中控制。那么管理层是如何获得这些数据的呢？这就是我们这篇文章研究的重点：数据转发。
　　所谓的现场层，就是由现场的数据采集工作站和设备组成的。图1.1 所示就是一个简单的现场层，由现场设备控制器和现场操作平台数据采集装置TPC组成。

图1.1 现场控制实例示意图

　　所谓的管理层，就是将管理1个或多个现场的中心层。
　　本文所研究的数据转发问题，主要是现场层某个控制点和下一个控制点间的数据转发CONTROL ENGINEERING China版权所有，以及现场层的信息向中心管理层的数据转发。

　　二．数据转发环境分析
　　1. 信息平行转发
　　所谓平行转发，就是同样在管理层或者是现场层控制工程网版权所有，层内的控制信息需要进行数据共享，采用转发模式。
　　信息平行转发的特点是转发网络多为现场总线，甚至为同

一条总线。
　　如果每个现场有多个控制点，每个控制点和下个点都有传承关系，那么，需要把上一个点的数据转发给下一个点。
　　通常，我们在控制现场遇到的转发环境包括两种，一种是逻辑控制器，比如PLC直接中转数据；另外一种是通过嵌入式触摸屏TPC做中转进行数据转发。
　　第一种数据转发模式环境如图2.1.1 所示：

图2.1.1 PLC直接数据转发示意图

　　现场信息是通过PLC进行数据转发的。我们可以看到信息源PLC2的数据是通过S7-226XPCN转发给TPC的。这种转发方式连接比较简单，但对PLC的性能要求比较高，比如在上面的PLC中www.cechina.cn，必须选用S7-200系列高端的PLC。同时，在S7-226XPCN中，需要做自由口通讯的编程，也有一定工作量和技术含量。
　　优点：结构简洁，实时性较高，专用性强。
　　缺点：由于硬件的限制和PLC编程的限制，扩展性较差。
　　这种情况的主要工作是PLC的选型和其内部逻辑编程。在本文中，我们不做主要讨论。
　　第二种，经过嵌入式触摸屏TPC的数据转发，如图2.1.2所示：

图2.1.2 嵌入式TPC数据转发示意图

　　如果PLC1需要PLC2的信息，可以通过控制柜上的触摸屏进行转发。这种方式与第一种转发情况相比，PLC可以专注于现场过程控制，数据转发的任务交给TPC来完成。
　　优点：PLC更为专注，TPC使用组态软件，转发工作量降低；模式的开放性和扩展性能更好。
　　缺点：因为TPC处理界面、存储等并行事务更多，所以，针对通讯转发的实时性能有可能减弱。
　　这种模式，在现场监控系统中应用也很广泛。由于TPC通讯扩展性很高，所以，转发模式变化很多。比如，现场对转发性能要求很低。那么，我们可以采用图2.1.3所示 一个串行总线连接多台PLCwww.cechina.cn，进行数据转发。

图2.1.3 串行总线连接PLC进行数据转发

　　而且，如果每个控制点距离很远，可以借助以太网进行转发，那么，可以通过这个控制点的机柜上面的触摸屏TPC，和下一个控制点的机柜上面的触摸屏TPC进行数据转发。如图2.1.4所示：

图2.1.4 触摸屏TPC之间的数据转发

　　这种转发模式，是本文讨论的重点。

　　2. 信息上行转发
　　由于现场总线所处的特殊环境及所承担的实时控制任务是普通局域网和以太网技术难以取代的，因而现场总线至今依然保持着它在现场控制层的地位和作用，但现场层需要同上层与外界实现信息交换。
　　因为，在工业控制现场，我们一般将现场设备称为下，将管理层称为上。所谓上行转发，就是现场层的信息，需要转发给管理层的数据转发情况。因为跨层，而且信息的来源是控制现场CONTROL ENGINEERING China版权所有，管理层根据现场的情况进行监控，所以，我们称信息为上行转发。
　　信息上行转发的特点是现场层为现场总线，管理层一般为以太网，甚至无线方式转发。图2.2.1是信息上行数据转发的实例：

图2.2.1 信息上行数据转发实例

　　实际上从数据角度看，信息上行转发包括向下发送查询/控制指令报文，同时，现场反馈数据/确认报文。也就是说，在本文我们将寄存器数据的写操作，包括在信息上行转发过程中了，下面不再赘述。

　　三． 解决方案
　　1. 信息平行转发解决分析
　　在工业现场，我们最常见的信息平行转发是以触摸屏人机界面为核心的多智能仪表协同工作。图3.1.1是信息平行转发的实例：

图3.1.1信息平行转发实例

　　这时，HMIBuilder提供基于现场总线的温控仪表的驱动，采集现场温度参数。如果工艺要求的温度可以触发PLC的过程控制执行单元完成某个动作，那么，一种是这个控制逻辑可以在