化工廠環境監測系統

研華（中國）公司 高 茜

1 系統介紹

化工廠在創造巨大經濟效益的同時，帶來的環境問題也不容忽視。在這一背景下，化工廠的環境監測系統得到了越來越多的應用。

環境監測的目的是為了對污染物作時間和空間方面的追蹤，了解污染物對環境質量的影響程度，并在此基礎上，對環境污染做出預測、預報和預防。

化工廠的環境監測，要求不改變原有辦公網絡，在原有辦公網絡和監測設備的基礎上，增加數據采集系統，將監測數據上傳到中控室，以實現中控室對各分廠的環境監控。

2 主要產品規格介紹

（1）EKI-1522是網絡串行設備服務器，具有2個RS-232/422/485端口，可使多個串行設備，如RS-485數據采集模塊、PLC、測量和掃描儀，與TCP/IP直接相連。使用EKI-1522串口服務器，您的串行設備就能夠像其他網絡設備一樣，在網絡上發送和接收數據。它具有雙獨立以太網端口和MAC地址，采用冗余的網絡機制以保證以太網的可靠性；雙網口的設計使用戶調試更加方便。EKI-1522提供簡單、經濟的方式，可對多個無法連接到以太網絡的串口設備進行遠程管理和數據采集。

（2）ADAM-4117是一款8路的堅固型數據采集模塊，采用RS-485通訊方式，支持Modbus協議。支持4~20mA電流輸入和+/-10V 、+/-15V的電壓輸入范圍，采集頻率可達100點/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是一款適合于工業級嚴苛環境的測量和監控模塊。

3 方案描述

本化工廠具有多個廠區，占地面積大，原有辦公網絡。在設計環境監測系統時，希望在辦公網絡的基礎上架設監測系統，各個監測點距離辦公網絡的接入點距離不同，從幾十米到幾百米都有。因此，在監測點放置ADAM-4117模塊，并通過EKI-1522轉為以太網接口，在經過以太網到光纖的轉換器通過光纖接入到辦公網絡接入點。現場放置的環境監測設備在本地顯示主要污染物的同時，將數據轉換為4～20mA電流值；堅固性數據采集模塊ADAM-4117能夠穩定可靠的采集4～20mA電流值并轉換為RS-485信號，通過EKI跨接到以太網絡上，長達數百米的傳輸使用光纖網絡，穩定可靠。

3.1 系統架構框圖

如圖1所示。

3.2 系統組件的主要功能

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

圖1 系統架構框圖

（2）EKI-1522具有兩個COM口和兩個LAN口，其中一個COM口連接ADAM-4117，將RS-485信號轉為以太網信號，另一個COM口可以擴展第三方的Modbus設備，采集某些污染物的含量。兩個LAN口的設計既可以用作冗余配置，又可以方便現場工程師的調試。通過這個串口服務器，RS-485設備可以很容易的接入工廠原有的辦公網絡，而無需增加大量的管線配置；對于占地龐大的化工廠來說，這一優勢尤為明顯。

（3）為讀取ADAM-4117的信號，中控室電腦安裝了ADAM OPC Server軟件。使用通用的OPC協議，不僅便于組態軟件讀取數據，而且為以后的擴展打下了良好的基礎。

4 使用研華解決方案的優勢

（1）EKI-1522的雙網口，便于冗余設計和調試；它支持多主機的訪問，易于構建監控網絡。EKI-1522提供簡單、經濟的方式，可對僅具有串口的設備進行基于以太網絡的遠程管理和數據采集；利用原有的辦公網絡，構建基于RS-485的穩定的數據采集系統。

（2）ADAM-4117是8路堅固型的分布式數據采集模塊，可以采集分散在工廠各地的各采集點的電壓電流信號，并支持標準的Modbus協議。它不僅經濟，而且可靠，是一款專為惡劣環境下的可靠操作而設計的數據采集模塊。