優化Modbus協議係統便捷高壓型電磁流（liú）量計的數據采集
點擊次數：2167 發布時（shí）間：2021-01-01 13:34:20
摘要：集氣站監控（kòng）設備眾多，包括加熱爐、分子篩、火氣（qì）探測設備、高壓型電磁流量計設（shè）備，各個設備都有各自的（de）通訊協議。本（běn）文（wén）講述了集氣站多（duō）種 Modbus 協議設備的數據采集過程，並通過以太網通訊在組態軟件中進行數據監控的技術。結果表明，該技（jì）術能長久穩定運行。
引言
集氣站是收集氣井所生產天然（rán）氣的站場，在集氣站內對天然氣進行（háng）節流降壓、加熱、調（diào）壓（yā）計量等各種（zhǒng）工藝預處理，設備（bèi）眾（zhòng）多且分散。為方便進行檢測和操作，必須進行統（tǒng）一的數據采集，在監控台進行數據的管理（lǐ）。集氣站設備主要包括加熱爐、高壓型電磁流（liú）量計、分子篩、火災報警盤，以及（jí）供電（diàn）設備 UPS 等，這（zhè）些不同廠家的設備基（jī）本都支持Modbus 協議，通過 Modbus 通訊可以將這些數據采集。為了有效降低成本，設（shè）計了如圖 1 所示的係統。係統采（cǎi）用西門子 S7-300 控製器，通過以太網連接上位（wèi）機監控軟件，再通過 MP277 連接S7-200 的方式。S7-200 控製器自帶 RS485 接口，能夠進行 Modbus 通訊，采集現（xiàn）場各種（zhǒng）設備數據。*後通過以太網通（tōng）訊將設備數據上傳（chuán）至監控（kòng）軟件，方便操作人員進行監控，該方案簡單有效，能夠實現集氣（qì）站內設備的狀態監控，數據（jù）處理，有（yǒu）效的進行天然氣的生產工作。
1 數據（jù）采集
S7-300 控製器與 S7-200 控製器（qì）之間的通訊是實現係統數據采（cǎi）集的關鍵，EM277 可以方便的實現 S7-300 與 S7-200 之間的 PROFIBUS DP 通訊，隻需要（yào）在（zài） STEP7 中進行 S7-300 控製站的組態，簡單配置 EM277 設備。選中 STEP7 的（de）硬件組態窗口（kǒu）中的（de）菜單（dān） Optionà Install new GSD，導入 SIEM089D.GSD 文（wén）件，安裝 EM277 從站配置文件。導入 GSD 文件後，在右側的設備選（xuǎn）擇列表中找到（dào） 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（jù）量（liàng）比較（jiào）大，選擇了（le）*大的 64 字節輸入/64 字節輸（shū）出的配置。S7-300 的硬件下載完成後，將 EM277 的撥位開關撥到與以上硬件組態的設定值一致。
1.2 程序處理
在 S7-200 係統中不需要對通訊進（jìn）行（háng）組態和編程，隻需要將（jiāng）要進行通訊的數據整理存放在 V 存儲區，與 S7-300 組態 EM277 從站時的硬件 I/O地址相對應就（jiù）可以了。控製器中的（de）程序如圖（tú） 3、 圖 4 所示。V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 中循（xún）環處（chù）理（lǐ）數據，調用“MBUS_CTRL_P1”和“MBUS_MSG_P1”功能，安裝設定的步（bù）序采集下表所示的設備數據，將（jiāng）數據（jù）循環放置在配置的通訊區中 V 變量區，並為讀取的數據設置（zhì）數據包號碼，以方便 S7-300進行（háng）識別。
Step7 中進行讀取數據，根據（jù）讀（dú）取數（shù）據（jù）包的序號進行對數（shù）據進行區分，對（duì）應不同的設備參數。
2 監控界麵
上位機（jī）通（tōng）過以（yǐ）太網與控製器（qì）進行連（lián）接，采用易控（INSPEC）組態軟件進行設計。易控是基於Microsoft 操（cāo）作平台.Net 的通（tōng）用監（jiān）控軟件，它的畫麵（miàn）精美 、功能創新，大大提升了（le）係統檔次。係（xì）統開發的界麵如圖 5 所示，分為“氣站概覽”、“加熱爐”、“分子篩”、“火（huǒ）氣（qì）探測”、“曆史數據”、“報警信息”、“報表”選項，包括各個（gè）設備的監（jiān）控，可（kě）以采集運行數據（jù）、設置運行參數。
3 結束語
文中所述的數據采集監控技術已經成功地應用到集氣站現場，經過長久的運行（háng），係統運行狀態（tài）良好，操作（zuò）人員在上位機上能夠實時檢測現場所（suǒ）有設備的運行狀態和數據，並可以對設備進行參數設置，滿足（zú）集氣站的數據采集監控設計要求，並且采集的數據兩（liǎng）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（yī）次保存和自動打印，並可進行曆史數據的查詢，非常方便現場操作人員對整個（gè）集氣站的監（jiān）控管理工作（zuò）。
引言
集氣站是收集氣井所生產天然（rán）氣的站場，在集氣站內對天然氣進行（háng）節流降壓、加熱、調（diào）壓（yā）計量等各種（zhǒng）工藝預處理，設備（bèi）眾（zhòng）多且分散。為方便進行檢測和操作，必須進行統（tǒng）一的數據采集，在監控台進行數據的管理（lǐ）。集氣站設備主要包括加熱爐、高壓型電磁流（liú）量計、分子篩、火災報警盤，以及（jí）供電（diàn）設備 UPS 等，這（zhè）些不同廠家的設備基（jī）本都支持Modbus 協議，通過 Modbus 通訊可以將這些數據采集。為了有效降低成本，設（shè）計了如圖 1 所示的係統。係統采（cǎi）用西門子 S7-300 控製器，通過以太網連接上位（wèi）機監控軟件，再通過 MP277 連接S7-200 的方式。S7-200 控製器自帶 RS485 接口，能夠進行 Modbus 通訊，采集現（xiàn）場各種（zhǒng）設備數據。*後通過以太網通（tōng）訊將設備數據上傳（chuán）至監控（kòng）軟件，方便操作人員進行監控，該方案簡單有效，能夠實現集氣（qì）站內設備的狀態監控，數據（jù）處理，有（yǒu）效的進行天然氣的生產工作。
1 數據（jù）采集
S7-300 控製器與 S7-200 控製器（qì）之間的通訊是實現係統數據采（cǎi）集的關鍵，EM277 可以方便的實現 S7-300 與 S7-200 之間的 PROFIBUS DP 通訊，隻需要（yào）在（zài） STEP7 中進行 S7-300 控製站的組態，簡單配置 EM277 設備。選中 STEP7 的（de）硬件組態窗口（kǒu）中的（de）菜單（dān） Optionà Install new GSD，導入 SIEM089D.GSD 文（wén）件，安裝 EM277 從站配置文件。導入 GSD 文件後，在右側的設備選（xuǎn）擇列表中找到（dào） 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（jù）量（liàng）比較（jiào）大，選擇了（le）*大的 64 字節輸入/64 字節輸（shū）出的配置。S7-300 的硬件下載完成後，將 EM277 的撥位開關撥到與以上硬件組態的設定值一致。
1.2 程序處理
在 S7-200 係統中不需要對通訊進（jìn）行（háng）組態和編程，隻需要將（jiāng）要進行通訊的數據整理存放在 V 存儲區，與 S7-300 組態 EM277 從站時的硬件 I/O地址相對應就（jiù）可以了。控製器中的（de）程序如圖（tú） 3、 圖 4 所示。V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6 中循（xún）環處（chù）理（lǐ）數據，調用“MBUS_CTRL_P1”和“MBUS_MSG_P1”功能，安裝設定的步（bù）序采集下表所示的設備數據，將（jiāng）數據（jù）循環放置在配置的通訊區中 V 變量區，並為讀取的數據設置（zhì）數據包號碼，以方便 S7-300進行（háng）識別。
Step7 中進行讀取數據，根據（jù）讀（dú）取數（shù）據（jù）包的序號進行對數（shù）據進行區分，對（duì）應不同的設備參數。
2 監控界麵
上位機（jī）通（tōng）過以（yǐ）太網與控製器（qì）進行連（lián）接，采用易控（INSPEC）組態軟件進行設計。易控是基於Microsoft 操（cāo）作平台.Net 的通（tōng）用監（jiān）控軟件，它的畫麵（miàn）精美 、功能創新，大大提升了（le）係統檔次。係（xì）統開發的界麵如圖 5 所示，分為“氣站概覽”、“加熱爐”、“分子篩”、“火（huǒ）氣（qì）探測”、“曆史數據”、“報警信息”、“報表”選項，包括各個（gè）設備的監（jiān）控，可（kě）以采集運行數據（jù）、設置運行參數。
3 結束語
文中所述的數據采集監控技術已經成功地應用到集氣站現場，經過長久的運行（háng），係統運行狀態（tài）良好，操作（zuò）人員在上位機上能夠實時檢測現場所（suǒ）有設備的運行狀態和數據，並可以對設備進行參數設置，滿足（zú）集氣站的數據采集監控設計要求，並且采集的數據兩（liǎng）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（yī）次保存和自動打印，並可進行曆史數據的查詢，非常方便現場操作人員對整個（gè）集氣站的監（jiān）控管理工作（zuò）。
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