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        集氣站多協(xié)議數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)

        2019-12-23 05:31:10楊傳將
        船電技術(shù) 2019年12期
        關(guān)鍵詞:設備系統(tǒng)

        劉 洋,楊傳將

        集氣站多協(xié)議數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)

        劉 洋,楊傳將

        (武漢船用電力推進裝置研究所,武漢 430064)

        集氣站監(jiān)控設備眾多,包括加熱爐、分子篩、火氣探測設備、流量計設備,各個設備都有各自的通訊協(xié)議。本文講述了集氣站多種Modbus協(xié)議設備的數(shù)據(jù)采集過程,并通過以太網(wǎng)通訊在組態(tài)軟件中進行數(shù)據(jù)監(jiān)控的技術(shù)。結(jié)果表明,該技術(shù)能長久穩(wěn)定運行。

        集氣站Modbus MP277 數(shù)據(jù)采集

        0 引言

        集氣站是收集氣井所生產(chǎn)天然氣的站場,在集氣站內(nèi)對天然氣進行節(jié)流降壓、加熱、調(diào)壓計量等各種工藝預處理,設備眾多且分散。為方便進行檢測和操作,必須進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集,在監(jiān)控臺進行數(shù)據(jù)的管理。集氣站設備主要包括加熱爐、流量計、分子篩、火災報警盤,以及供電設備UPS等,這些不同廠家的設備基本都支持Modbus協(xié)議,通過Modbus通訊可以將這些數(shù)據(jù)采集。為了有效降低成本,設計了如圖1所示的系統(tǒng)。系統(tǒng)采用西門子S7-300控制器,通過以太網(wǎng)連接上位機監(jiān)控軟件,再通過MP277連接S7-200的方式。S7-200控制器自帶RS485接口,能夠進行Modbus通訊,采集現(xiàn)場各種設備數(shù)據(jù)。最后通過以太網(wǎng)通訊將設備數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控軟件,方便操作人員進行監(jiān)控,該方案簡單有效,能夠?qū)崿F(xiàn)集氣站內(nèi)設備的狀態(tài)監(jiān)控,數(shù)據(jù)處理,有效的進行天然氣的生產(chǎn)工作。

        圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

        1 數(shù)據(jù)采集

        S7-300控制器與S7-200控制器之間的通訊是實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵,EM277可以方便的實現(xiàn)S7-300與S7-200之間的PROFIBUS DP通訊,只需要在STEP7中進行S7-300控制站的組態(tài),簡單配置EM277設備。選中STEP7的硬件組態(tài)窗口中的菜單 Optionà Install new GSD,導入SIEM089D.GSD文件,安裝EM277從站配置文件。導入GSD文件后,在右側(cè)的設備選擇列表中找到EM277從站,根據(jù)需要的通訊字節(jié)數(shù),選擇一種通訊方式。本文中需要通訊的數(shù)據(jù)量比較大,選擇了最大的64字節(jié)輸入/64字節(jié)輸出的配置。S7-300的硬件下載完成后,將EM277的撥位開關(guān)撥到與以上硬件組態(tài)的設定值一致。

        圖2 S7-300配置圖

        1.2 程序處理

        在S7-200系統(tǒng)中不需要對通訊進行組態(tài)和編程,只需要將要進行通訊的數(shù)據(jù)整理存放在V 存儲區(qū),與S7-300組態(tài)EM277從站時的硬件I/O地址相對應就可以了。控制器中的程序如圖3、圖4所示。

        V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6中循環(huán)處理數(shù)據(jù),調(diào)用“MBUS_CTRL_P1”和“MBUS_MSG_P1”功能,安裝設定的步序采集下表所示的設備數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)循環(huán)放置在配置的通訊區(qū)中V 變量區(qū),并為讀取的數(shù)據(jù)設置數(shù)據(jù)包號碼,以方便S7-300進行識別。

        Step7中進行讀取數(shù)據(jù),根據(jù)讀取數(shù)據(jù)包的序號進行對數(shù)據(jù)進行區(qū)分,對應不同的設備參數(shù)。

        2 監(jiān)控界面

        上位機通過以太網(wǎng)與控制器進行連接,采用易控(INSPEC)組態(tài)軟件進行設計。易控是基于Microsoft操作平臺.Net的通用監(jiān)控軟件,它的畫面精美、功能創(chuàng)新,大大提升了系統(tǒng)檔次。系統(tǒng)開發(fā)的界面如圖5所示,分為“氣站概覽”、“加熱爐”、“分子篩”、“火氣探測”、“歷史數(shù)據(jù)”、“報警信息”、“報表”選項,包括各個設備的監(jiān)控,可以采集運行數(shù)據(jù)、設置運行參數(shù)。

        圖3 S7-300控制程序

        圖4 S7-200控制程序

        3 結(jié)束語

        文中所述的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成功地應用到集氣站現(xiàn)場,經(jīng)過長久的運行,系統(tǒng)運行狀態(tài)良好,操作人員在上位機上能夠?qū)崟r檢測現(xiàn)場所有設備的運行狀態(tài)和數(shù)據(jù),并可以對設備進行參數(shù)設置,滿足集氣站的數(shù)據(jù)采集監(jiān)控設計要求,并且采集的數(shù)據(jù)兩小時記錄一次,填充在報表中,每天在12點-12點15分之間進行報表的一次保存和自動打印,并可進行歷史數(shù)據(jù)的查詢,非常方便現(xiàn)場操作人員對整個集氣站的監(jiān)控管理工作。

        [1] 王鋒. S7-300通過S7-200實現(xiàn)Modbus-RTU通訊[J].電工技術(shù), 2008(2): 38-39.

        [2] 高運廣, 劉順波, 何相勇. Modbus協(xié)議在溫濕度環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)集成中的應用[J]. 儀表技術(shù)與傳感器, 2006(10): 26-27.

        [3] 張彬. S7-200用作Modbus主站的編程方法[A]. 《制造業(yè)自動化與網(wǎng)絡化制造》學術(shù)交流會論文集[C]. 2004.

        表1 集氣站設備采集數(shù)據(jù)表

        Application of Multi-protocol Data Acquisition and Monitoring Technology on Gas Gathering Station

        Liu Yang, Yang Chuanjiang

        (Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

        TP273

        A

        1003-4862(2019)12-0021-03

        2019-04-19

        劉洋(1983-),女,工程師。研究方向:電子技術(shù)。E-mail:liuyang200_199@126.com

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