NDAM分布式數據采集控制系統在遠程計量中的應用

摘 要：計算機技術與通信技術的結合促進了局域網絡的飛速發展，以太網連接技術正逐漸成為工業控制應用的一種趨勢，本文介紹了利用以太網的優勢，實現了一種以太網通訊及控制的技術，不僅在技術上打破了傳統的通訊及控制方式，而且在經濟上節約了客觀的成本，同時也為今后的維護保養提供了便利。

關鍵詞：NDAM9000；NDAM4055；網絡

前言

以太網技術至今已有30年的歷史，在工業自動化領域的應用也已超過了15年，是工業現場最古老的局域網技術之一。在今天，計算機技術與通信技術的結合促進了局域網絡的飛速發展，以太網連接技術正逐漸成為工業控制應用的一種趨勢；NDAM是全新一代基于網絡通訊的刀片式數據采集控制系統。采用積木化結構， 簡單、靈活，通訊模塊和各種數據采集控制模塊自由組合，應對各種現場應用?？梢酝ㄟ^以太網、RS-485/RS-422/RS-232 或CAN-bus 等通訊方式組建網絡。

1 NDAM分布式開關量控制系統

1.1 功能簡介

NDAM是全新一代基于網絡通訊的刀片式數據采集控制系統。采用積木化結構，簡單、靈活，通訊模塊和各種數據采集控制模塊自由組合，應對各種現場應用。NDAM的模塊分為通訊模塊和采集模塊兩大類。在衡器計量中我們選用NDAM9000通訊模塊和NDAM4055數字量輸入輸出模塊。

NDAM-9000以太網通訊模塊采用以太網（TCP/IP）通訊接口，符合MODBUS/TCP協議規范，主要用于分布式數據采集系統中，作為通訊模塊和其它數據采集模塊共同組成一個基于工業以太網的工業控制現場數據采集終端。

NDAM-4055數據采集模塊主要是針對數字量輸入輸出，它可以同時采集8路數字量輸入，支持開關觸點信號和電平信號，同時有8路數字量開漏輸出。所有的數字量輸入輸出均采用3000V光電隔離，主要用于分布式數據采集與控制系統中，作為遠端I/O 模塊，主要是采集工業中數字量數據，控制工業現場的繼電器等開關設備，應用于遠程開關設備的智能與集中控制。

1.2 原理框圖

NDAM-9000以太網通訊模塊采用32位ARM處理器，使用實時操作系統實現軟件控制，具有非?？焖俚臄祿幚砟芰Γ軌驅崟r的響應外部控制命令；硬件電路包含以太網電路、電源、CPU最小系統、通信電路、繼電器報警電路等幾部分。

8通道數字量輸入輸出模塊NDAM-4055采用32位ARM處理器，使用實時操作系統實現軟件控制，具有非?？焖俚臄祿幚砟芰?，能夠實時的響應外部數字量輸入，與通訊模塊進行可靠的數據通訊，采集輸入數字量，準確的按照設定輸出數字量，包含8路數字量隔離輸入、8路數字量隔離輸出、電源、CPU最小系統、通信電路等幾部分，可以采集電壓類型的數字量輸入信號或者觸點型輸入信號。

NDAM-4055數字量輸入端口原理：當外部輸入為電平信號時，上拉電阻跳線斷開，電平信號連接在AC兩端；當外部為開關無源觸點信號時，內部上拉電阻短跳線接通，開關兩端連接在CD兩端，信號在模塊的內部經過了光電隔離，反相。當輸入為電平信號時，輸入的的電壓大于3.5V小于30V時，光耦導通，A點輸出低電平經過反相為高電平，輸入到模塊內核，模塊即認為是輸入高電平（邏輯狀態為1），當輸入的的電壓大于0V小于1V時，光耦截止，光耦4腳輸出高電平經過反相為低電平，輸入到模塊內核，模塊即認為是輸入低電平（邏輯狀態為0）。 當模塊接開關觸點信號時，當開關閉合，光耦輸入端，一端上拉到VCC，另外一端接地，光耦導通，光耦4腳輸出低電平經過反相變成高電平輸入到模塊，模塊即認為輸入信號為1；同理，當開關斷開時，模塊認為輸入的信號為0。

2 在遠程計量中的應用

通過NDAM-9000和NDAM-4055模塊進行連接，可以將開關量轉換成以太網信號，達到以太網對開關量控制器的各種控制，例如在輥道秤自動稱重程序中檢測開關量的通斷，數據采集完成后發送信號給PLC表示已經稱完了可以開走了，實現了開關量信號以太網檢測和控制。

3 故障診斷與處理

3.1 NDAM-4055無法 與NDAM-9000模塊通訊上，可以觀察NDAM-4055上的指示燈閃爍情況來判斷其工作狀態，Power：紅色指示燈。此燈點亮表示NDAM-4055 供電正常；State：綠色指示燈。此燈緩慢閃爍表示NDAM-4055 工作正常，但是還未連接主站， 此燈快速閃爍表示NDAM-4055 已和主站建立通訊連接。Error：紅色指示燈。此燈常亮表示NDAM-4055 運行出現錯誤，如果此燈閃爍表示模塊進入升級模式。如果是Power指示燈不是顯示的紅色，說明供電不正常，我們就要檢查導軌端子是否插緊，因為NDAM-4055模塊是通過導軌端子由NDAM-9000來供電的，還有一種可能是NDAM-9000模塊工作不正常，也可以通過NDAM-9000上面的指示燈來判斷NDAM-9000模塊是否工作正常，Power：紅色指示燈。此燈點亮表示NDAM-9000供電正常。State：綠色指示燈。此燈閃爍表示NDAM-9000工作正常。Error：紅色指示燈。此燈點亮表示NDAM-9000運行出現錯誤。Link：RJ45的綠色指示燈。此燈點亮表示NDAM-9000網絡連接正常。如果此燈閃爍，表示網線上有數據傳輸。Speed：RJ45的黃色指示燈。此燈點亮表示NDAM-9000連接的是100M網絡，否則表示連接的是10M網絡。

3.2 如果現場某個開關量信號沒有送過來或是沒有發出去，可以通過NDAMUtility測試軟件進行測試，來判斷是否是數字量輸入輸出點壞了，還是光檢信號沒有送過來，這樣就可以快速找到原因解決問題，比原先開關量板卡方便、快捷。

4 結束語

NDAM分布式開關量控制系統通過以太網實現開關量信號的控制通訊，在以太網連接技術中有非常廣闊的前景，目前在軌道秤和輥道秤遠程計量應用中已經發揮了重要作用。

參考文獻

[1]James F·Kurose，計算機網絡[M].北京：人民郵電出版社，2004.

[2]NDAM-4055技術手冊[Z].廣州致遠電子有限公司，2009.

[3]NDAM-9000技術手冊[Z].廣州致遠電子有限公司，2009.

作者簡介：周濤（1986，6-），男，漢族，現為助理工程師，主要從事計算機軟件開發及硬件維護工作。