集氣站多協議數據采集監控技術

劉 洋，楊傳將

集氣站多協議數據采集監控技術

劉 洋，楊傳將

（武漢船用電力推進裝置研究所，武漢 430064）

集氣站監控設備眾多，包括加熱爐、分子篩、火氣探測設備、流量計設備，各個設備都有各自的通訊協議。本文講述了集氣站多種Modbus協議設備的數據采集過程，并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，該技術能長久穩定運行。

集氣站Modbus MP277 數據采集

0 引言

集氣站是收集氣井所生產天然氣的站場，在集氣站內對天然氣進行節流降壓、加熱、調壓計量等各種工藝預處理，設備眾多且分散。為方便進行檢測和操作，必須進行統一的數據采集，在監控臺進行數據的管理。集氣站設備主要包括加熱爐、流量計、分子篩、火災報警盤，以及供電設備UPS等，這些不同廠家的設備基本都支持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，設計了如圖1所示的系統。系統采用西門子S7-300控制器，通過以太網連接上位機監控軟件，再通過MP277連接S7-200的方式。S7-200控制器自帶RS485接口，能夠進行Modbus通訊，采集現場各種設備數據。最后通過以太網通訊將設備數據上傳至監控軟件，方便操作人員進行監控，該方案簡單有效，能夠實現集氣站內設備的狀態監控，數據處理，有效的進行天然氣的生產工作。

圖1 系統結構圖

1 數據采集

S7-300控制器與S7-200控制器之間的通訊是實現系統數據采集的關鍵，EM277可以方便的實現S7-300與S7-200之間的PROFIBUS DP通訊，只需要在STEP7中進行S7-300控制站的組態，簡單配置EM277設備。選中STEP7的硬件組態窗口中的菜單 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，選擇了最大的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的撥位開關撥到與以上硬件組態的設定值一致。

圖2 S7-300配置圖

1.2 程序處理

在S7-200系統中不需要對通訊進行組態和編程，只需要將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地址相對應就可以了。控制器中的程序如圖3、圖4所示。

V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6中循環處理數據，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進行識別。

Step7中進行讀取數據，根據讀取數據包的序號進行對數據進行區分，對應不同的設備參數。

2 監控界面

上位機通過以太網與控制器進行連接，采用易控（INSPEC）組態軟件進行設計。易控是基于Microsoft操作平臺.Net的通用監控軟件，它的畫面精美、功能創新，大大提升了系統檔次。系統開發的界面如圖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，包括各個設備的監控，可以采集運行數據、設置運行參數。

圖3 S7-300控制程序

圖4 S7-200控制程序

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，系統運行狀態良好，操作人員在上位機上能夠實時檢測現場所有設備的運行狀態和數據，并可以對設備進行參數設置，滿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次保存和自動打印，并可進行歷史數據的查詢，非常方便現場操作人員對整個集氣站的監控管理工作。

[1] 王鋒. S7-300通過S7-200實現Modbus-RTU通訊[J].電工技術, 2008(2): 38-39.

[2] 高運廣, 劉順波, 何相勇. Modbus協議在溫濕度環境監控系統集成中的應用[J]. 儀表技術與傳感器, 2006(10): 26-27.

[3] 張彬. S7-200用作Modbus主站的編程方法[A]. 《制造業自動化與網絡化制造》學術交流會論文集[C]. 2004.

表1 集氣站設備采集數據表

Application of Multi-protocol Data Acquisition and Monitoring Technology on Gas Gathering Station

Liu Yang, Yang Chuanjiang

(Wuhan Institute of Marine Electric Propulsion, Wuhan 430064, China)

TP273

A

1003-4862（2019）12-0021-03

2019-04-19

劉洋（1983-），女，工程師。研究方向：電子技術。E-mail：liuyang200_199@126.com