優(yōu)化Modbus協(xié)議系統便捷高壓型電磁流量計的數據采集
點(diǎn)擊次數：1796 發(fā)布時(shí)間：2021-01-01 13:34:20
摘要：集氣站監控設備眾多，包括加熱爐、分子篩、火氣探測設備、高壓型電磁流量計設備，各個(gè)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)議設備的數據采集過(guò)程，并通過(guò)以太網(wǎng)通訊在組態(tài)軟件中進(jìn)行數據監控的技術(shù)。結果表明，該技術(shù)能長(cháng)久穩定運行。
引言
集氣站是收集氣井所生產(chǎn)天然氣的站場(chǎng)，在集氣站內對天然氣進(jìn)行節流降壓、加熱、調壓計量等各種工藝預處理，設備眾多且分散。為方便進(jìn)行檢測和操作，必須進(jìn)行統一的數據采集，在監控臺進(jìn)行數據的管理。集氣站設備主要包括加熱爐、高壓型電磁流量計、分子篩、火災報警盤(pán)，以及供電設備 UPS 等，這些不同廠(chǎng)家的設備基本都支持Modbus 協(xié)議，通過(guò) Modbus 通訊可以將這些數據采集。為了有效降低成本，設計了如圖 1 所示的系統。系統采用西門(mén)子 S7-300 控制器，通過(guò)以太網(wǎng)連接上位機監控軟件，再通過(guò) MP277 連接S7-200 的方式。S7-200 控制器自帶 RS485 接口，能夠進(jìn)行 Modbus 通訊，采集現場(chǎng)各種設備數據。*后通過(guò)以太網(wǎng)通訊將設備數據上傳至監控軟件，方便操作人員進(jìn)行監控，該方案簡(jiǎn)單有效，能夠實(shí)現集氣站內設備的狀態(tài)監控，數據處理，有效的進(jìn)行天然氣的生產(chǎn)工作。
1 數據采集
S7-300 控制器與 S7-200 控制器之間的通訊是實(shí)現系統數據采集的關(guān)鍵，EM277 可以方便的實(shí)現 S7-300 與 S7-200 之間的 PROFIBUS DP 通訊，只需要在 STEP7 中進(jìn)行 S7-300 控制站的組態(tài)，簡(jiǎn)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，在右側的設備選擇列表中找到 EM277 從站，根據需要的通訊字節數，選擇一種通訊方式。本文中需要通訊的數據量比較大，選擇了*大的 64 字節輸入/64 字節輸出的配置。S7-300 的硬件下載完成后，將 EM277 的撥位開(kāi)關(guān)撥到與以上硬件組態(tài)的設定值一致。
1.2 程序處理
在 S7-200 系統中不需要對通訊進(jìn)行組態(tài)和編程，只需要將要進(jìn)行通訊的數據整理存放在 V 存儲區，與 S7-300 組態(tài) EM277 從站時(shí)的硬件 I/O地址相對應就可以了?？刂破髦械某绦蛉鐖D 3、 圖 4 所示。V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 中循環(huán)處理數據，調用“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據，將數據循環(huán)放置在配置的通訊區中 V 變量區，并為讀取的數據設置數據包號碼，以方便 S7-300進(jìn)行識別。
Step7 中進(jìn)行讀取數據，根據讀取數據包的序號進(jìn)行對數據進(jìn)行區分，對應不同的設備參數。
2 監控界面
上位機通過(guò)以太網(wǎng)與控制器進(jìn)行連接，采用易控（INSPEC）組態(tài)軟件進(jìn)行設計。易控是基于Microsoft 操作平臺.Net 的通用監控軟件，它的畫(huà)面精美 、功能創(chuàng )新，大大提升了系統檔次。系統開(kāi)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”、“歷史數據”、“報警信息”、“報表”選項，包括各個(gè)設備的監控，可以采集運行數據、設置運行參數。
3 結束語(yǔ)
文中所述的數據采集監控技術(shù)已經(jīng)成功地應用到集氣站現場(chǎng)，經(jīng)過(guò)長(cháng)久的運行，系統運行狀態(tài)良好，操作人員在上位機上能夠實(shí)時(shí)檢測現場(chǎng)所有設備的運行狀態(tài)和數據，并可以對設備進(jìn)行參數設置，滿(mǎn)足集氣站的數據采集監控設計要求，并且采集的數據兩小時(shí)記錄一次，填充在報表中，每天在 12 點(diǎn)-12 點(diǎn) 15 分之間進(jìn)行報表的一次保存和自動(dòng)打印，并可進(jìn)行歷史數據的查詢(xún)，非常方便現場(chǎng)操作人員對整個(gè)集氣站的監控管理工作。
引言
集氣站是收集氣井所生產(chǎn)天然氣的站場(chǎng)，在集氣站內對天然氣進(jìn)行節流降壓、加熱、調壓計量等各種工藝預處理，設備眾多且分散。為方便進(jìn)行檢測和操作，必須進(jìn)行統一的數據采集，在監控臺進(jìn)行數據的管理。集氣站設備主要包括加熱爐、高壓型電磁流量計、分子篩、火災報警盤(pán)，以及供電設備 UPS 等，這些不同廠(chǎng)家的設備基本都支持Modbus 協(xié)議，通過(guò) Modbus 通訊可以將這些數據采集。為了有效降低成本，設計了如圖 1 所示的系統。系統采用西門(mén)子 S7-300 控制器，通過(guò)以太網(wǎng)連接上位機監控軟件，再通過(guò) MP277 連接S7-200 的方式。S7-200 控制器自帶 RS485 接口，能夠進(jìn)行 Modbus 通訊，采集現場(chǎng)各種設備數據。*后通過(guò)以太網(wǎng)通訊將設備數據上傳至監控軟件，方便操作人員進(jìn)行監控，該方案簡(jiǎn)單有效，能夠實(shí)現集氣站內設備的狀態(tài)監控，數據處理，有效的進(jìn)行天然氣的生產(chǎn)工作。
1 數據采集
S7-300 控制器與 S7-200 控制器之間的通訊是實(shí)現系統數據采集的關(guān)鍵，EM277 可以方便的實(shí)現 S7-300 與 S7-200 之間的 PROFIBUS DP 通訊，只需要在 STEP7 中進(jìn)行 S7-300 控制站的組態(tài)，簡(jiǎn)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，在右側的設備選擇列表中找到 EM277 從站，根據需要的通訊字節數，選擇一種通訊方式。本文中需要通訊的數據量比較大，選擇了*大的 64 字節輸入/64 字節輸出的配置。S7-300 的硬件下載完成后，將 EM277 的撥位開(kāi)關(guān)撥到與以上硬件組態(tài)的設定值一致。
1.2 程序處理
在 S7-200 系統中不需要對通訊進(jìn)行組態(tài)和編程，只需要將要進(jìn)行通訊的數據整理存放在 V 存儲區，與 S7-300 組態(tài) EM277 從站時(shí)的硬件 I/O地址相對應就可以了?？刂破髦械某绦蛉鐖D 3、 圖 4 所示。V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 中循環(huán)處理數據，調用“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據，將數據循環(huán)放置在配置的通訊區中 V 變量區，并為讀取的數據設置數據包號碼，以方便 S7-300進(jìn)行識別。
Step7 中進(jìn)行讀取數據，根據讀取數據包的序號進(jìn)行對數據進(jìn)行區分，對應不同的設備參數。
2 監控界面
上位機通過(guò)以太網(wǎng)與控制器進(jìn)行連接，采用易控（INSPEC）組態(tài)軟件進(jìn)行設計。易控是基于Microsoft 操作平臺.Net 的通用監控軟件，它的畫(huà)面精美 、功能創(chuàng )新，大大提升了系統檔次。系統開(kāi)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”、“歷史數據”、“報警信息”、“報表”選項，包括各個(gè)設備的監控，可以采集運行數據、設置運行參數。
3 結束語(yǔ)
文中所述的數據采集監控技術(shù)已經(jīng)成功地應用到集氣站現場(chǎng)，經(jīng)過(guò)長(cháng)久的運行，系統運行狀態(tài)良好，操作人員在上位機上能夠實(shí)時(shí)檢測現場(chǎng)所有設備的運行狀態(tài)和數據，并可以對設備進(jìn)行參數設置，滿(mǎn)足集氣站的數據采集監控設計要求，并且采集的數據兩小時(shí)記錄一次，填充在報表中，每天在 12 點(diǎn)-12 點(diǎn) 15 分之間進(jìn)行報表的一次保存和自動(dòng)打印，并可進(jìn)行歷史數據的查詢(xún)，非常方便現場(chǎng)操作人員對整個(gè)集氣站的監控管理工作。