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    作者簡介：高茜（1983-），碩士，現(xiàn)擔(dān)任研華公司擔(dān)任技術(shù)支持工程師工作，主要負(fù)責(zé)研華數(shù)據(jù)采集模塊ADAM系列產(chǎn)品的支持與應(yīng)用。

    摘要：本文主要介紹了采用研華串口服務(wù)器、數(shù)據(jù)采集模塊以及OPC Server構(gòu)成的化工廠污染物監(jiān)測系統(tǒng)

    關(guān)鍵字：化工廠；污染物監(jiān)測；串口服務(wù)器；數(shù)據(jù)采集模塊

    1 系統(tǒng)介紹

    化工廠在創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，帶來的環(huán)境問題也不容忽視。在這一背景下，化工廠的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)獲得越來越多的應(yīng)用。

    環(huán)境監(jiān)測的目的是為了對污染物作時(shí)間和空間方面的追蹤，了解污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響程度，并在此基礎(chǔ)上，對環(huán)境污染做出預(yù)測、預(yù)報(bào)和預(yù)防。

    化工廠的環(huán)境監(jiān)測，要求不改變原有辦公網(wǎng)絡(luò)，在原有辦公網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳到中控室，以實(shí)現(xiàn)中控室對各個(gè)分廠的環(huán)境監(jiān)控。

    2 主要產(chǎn)品規(guī)格介紹

    （1）EKI-1522是網(wǎng)絡(luò)串行設(shè)備服務(wù)器，具有2個(gè)RS-232/422/485端口，可使多個(gè)串行設(shè)備，如RS-485數(shù)據(jù)采集模塊、PLC、測量和掃描儀，與TCP/IP直接相連。使用EKI-1522串口服務(wù)器，您的串行設(shè)備就能夠像其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣，在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。它具有雙獨(dú)立以太網(wǎng)端口和MAC地址，采用冗余的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制以保證以太網(wǎng)的可靠性；雙網(wǎng)口的設(shè)計(jì)使得您的調(diào)試更加方便。EKI-1522提供簡單、經(jīng)濟(jì)的方式，可對多個(gè)無法連接到以太網(wǎng)絡(luò)的串口設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)采集。

    （2）ADAM-4117是一款8路的堅(jiān)固型數(shù)據(jù)采集模塊，采用RS-485通訊方式，支持Modbus協(xié)議。支持4~20mA電流輸入和+/-10V 、+/-15V的電壓輸入范圍，采集頻率可達(dá)100點(diǎn)/S。寬溫寬壓，工作和存儲溫度為-40～85℃，接受10～48V電源供電；高抗干擾能力，3kV EFT和8kV ESD，具有自動濾波器功能；高共模電壓，支持200Vdc的共模電壓。以上性能決定了ADAM-4117是一款適合于工業(yè)級嚴(yán)苛環(huán)境的測量和監(jiān)控模塊。

    3 方案描述

    本化工廠具有多個(gè)廠區(qū)，占地面積大，原有辦公網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計(jì)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)，希望在辦公網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上架設(shè)監(jiān)測系統(tǒng)，各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)距離辦公網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)距離不同，從幾十米到幾百米都有。因此，在監(jiān)測點(diǎn)放置ADAM-4117模塊，并通過EKI-1522轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)接口，在經(jīng)過以太網(wǎng)到光纖的轉(zhuǎn)換器通過光纖接入到辦公網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。現(xiàn)場放置的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備在本地顯示主要污染物的同時(shí)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4~20mA電流值；堅(jiān)固性數(shù)據(jù)采集模塊ADAM-4117能夠穩(wěn)定可靠的采集4-20mA電流值并轉(zhuǎn)換為RS-485信號，通過EKI跨接到以太網(wǎng)絡(luò)上，長達(dá)數(shù)百米的傳輸使用光纖網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)定可靠。

    3.1系統(tǒng)架構(gòu)框圖

                   

                                     圖1 系統(tǒng)架構(gòu)框圖

    3.2系統(tǒng)組件的主要功能

    （1）ADAM-4117用于采集污染物監(jiān)測儀器輸出的4-20mA信號，在中控室的電腦上，這些信號可以轉(zhuǎn)化為SO2、NO2或其他污染物的含量。

    （2）EKI-1522具有兩個(gè)COM口和兩個(gè)LAN口，其中一個(gè)COM口連接ADAM-4117，將RS-485信號轉(zhuǎn)為以太網(wǎng)信號，另一個(gè)COM口可以擴(kuò)展第三方的Modbus設(shè)備，采集某些污染物的含量。兩個(gè)LAN口的設(shè)計(jì)既可以用作冗余配置，又可以方便現(xiàn)場工程師的調(diào)試。通過這個(gè)串口服務(wù)器，RS-485設(shè)備可以很容易的接入工廠原有的辦公網(wǎng)絡(luò)，而無需增加大量的管線配置；對于占地龐大的化工廠來說，這一優(yōu)勢尤為明顯。

    （3）為了讀取ADAM-4117的信號，中控室的電腦上安裝了ADAM OPC Server軟件。使用通用的OPC協(xié)議，不僅便于組態(tài)軟件讀取數(shù)據(jù)，而且為以后的擴(kuò)展打下了良好的基礎(chǔ)。

    4 結(jié)論

    4.1使用研華解決方案的優(yōu)勢

    EKI-1522的雙網(wǎng)口，便于冗余設(shè)計(jì)和調(diào)試；它支持多主機(jī)的訪問，易于構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。EKI-1522提供簡單、經(jīng)濟(jì)的方式，可對僅具有串口的設(shè)備進(jìn)行基于以太網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程管理和數(shù)據(jù)采集；利用原有的辦公網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建基于RS-485的穩(wěn)定的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

    （2）ADAM-4117是8路堅(jiān)固型的分布式數(shù)據(jù)采集模塊，可以采集分散在工廠各地的各個(gè)采集點(diǎn)的電壓電流信號，并且支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議。它不僅經(jīng)濟(jì)，而且可靠，是一款專為惡劣環(huán)境下的可靠操作而設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊。