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      儲油罐監測系統采用模擬量轉485模塊采集4-20mA信號

      時間:2014-02-10 11:23來源:雷爾達 作者:eguo 點擊:
      石油作為現代工業的血液在國民經濟生活中占有重要的戰略地位,石油儲備作為保障國家能源安全的重要手段,從而使得石油儲備庫的安全性顯得特別重要。而石油儲備庫中儲油罐的安全問題是其安全問題的核心,對儲油罐的各種技術參數(罐體內部以及外部溫度,采集

        

            石油作為現代工業的血液在國民經濟生活中占有重要的戰略地位,石油儲備作為保障國家能源安全的重要手段,從而使得石油儲備庫的安全性顯得特別重要。而石油儲備庫中儲油罐的安全問題是其安全問題的核心,對儲油罐的各種技術參數(罐體內部以及外部溫度,采集油泵主軸溫度,儲油罐液位等)實施全面實時監測是很有必要的。在此我們介紹一種利用RS-485總線技術作為通信網絡的油庫實時監測系統。

            由于石油儲備的特殊性質,使得油庫占地面積廣,儲油罐分布非常分散(主要是避免一旦發生意外能夠及時將問題儲油罐進行隔離,防止其發生連鎖反應),從而數據信號傳輸距離遠,儲油罐實時監測系統采用分布式控制系統,由于溫度,壓力傳感器一般都是采用電流,4-20ma信號,電壓信號0-10V信號或0-5V比較多傳輸,但是由于油庫面積廣,相互之間距離較遠,電流電壓信號傳輸不穩定,而RS-485總線由于其傳輸距離可以達到1200米,通過利用開關量模塊以及模擬量模塊將電流電壓信號轉換為RS-485 總線數據信號傳輸。油庫監測系統堅持采用“危險分散,功能分散,負荷分散,管理集中”的設計原則,采用RS-485總線作為數據通信線路,將相關參數采集至監控中心計算機,保證監測系統能夠穩定實時的采集相關數據進行統一管理。

       

            在此我們采用的MD-108型模擬量轉485采集模塊以及ND-1084型開關量轉485采集模塊采集相關溫度壓力參數以及開關量報警信號,由于儲油罐分布呈網格狀分布,布設手牽手菊花鏈總線式拓撲結構會會導致布線麻煩且后期維護復雜,所以我們采用N-1204型485集線器用于布設星型拓撲結構的RS-485總線網絡。

           儲油罐油泵在運行過程中產生的溫度數據以及油罐外部的溫度數據,油罐內的液位數據以及油罐壓力參數通過系統的溫度傳感器,液位傳感器以及壓力傳感器全部轉換為4~20mA電流的模擬量數據信號,MD-108型模擬量輸入模塊能夠同時采集八路4~20mA電流模擬量信號,其提供12位分辨率,精度可以達到±0.2%,模擬量模塊內置單片機采用Modbus RTU協議對相關信號進行編碼,再通過RS-485總線將數字信號進行遠距離傳輸,RS-485總線的通信速率設定為9600bps。

          同樣的儲油罐油泵的啟停狀態以及儲油罐的報警器形成的開關量信號與ND-1084型開關量輸入輸出模塊的開關量輸入端口連接,ND-1084型模塊提供八路開關量輸入以及四路開關量輸出狀態,其內置的單片機程序能夠將采集的開關量信號按照Modbus RTU協議進行編碼,經由RS-485總線將相關數據傳輸至遠端計算機,而四路開關量輸出則采用內置的繼電器驅動,可以驅動220V/3A的電源開關,其主要連接油泵以及儲油罐的其他機電設備,計算機通過分析采集的開關量信號以及模擬量信號之后,下發相應的指令到N-1084型開關量模塊,其四路開關量輸出端口依照下發的指令做出相應的動作,從而控制與其連接的機電設備/繼電器的動作。

             由于開關量模塊以及模擬量模塊都是采用Modbus RTU作為通信協議,RS-485總線作為通信線路,我們將相關設備全部連接在同一個RS-485總線通信網絡中,計算機通過設置程序為每一個模塊賦予一個唯一的地址碼,方便計算機軟件識別相應的模塊以及通過各個模塊獲取各個儲油罐的相關情況以及對相關設備進行控制.但是RS-485總線由于必須采用手牽手菊花鏈總線式拓撲結構進行現場布線,而由于儲油罐分布極廣且位置分散,采用總線式布線非常復雜,決定采用星型拓撲結構,而RS-485總線如果單純的采用星型拓撲結構布線,會出現信號反射等問題導致通信不穩定,影響系統的通信質量,在此需要485集線器來解決相應問題。

             485集線器主要用于解決RS-485總線網絡星型布線問題,其RS-485接口獨立驅動,相互之間采用光電隔離以及電源隔離,能夠有效避免485信號反射問題。在每個RS-485端口帶有600W防雷防浪涌保護功能,能夠有效防止雷電干擾對于設備造成影響。485集線器具體使用情況如下:分成多層次級聯式連接,即在監控中心放置一臺N-1208型485共享器,在每個儲油罐各放置一臺N-1204型485集線器,監控中心的計算機串口與監控中心的N-1208的RS-232串口連接,其提供的八路RS-485總線與儲油罐的N-1204的上位485端口進行連接,N- 1204向下提供的四路RS-485接口與模擬量模塊以及開關量模塊連接,通過以上配置,使得某個RS-485節點出現問題都不會影響其他節點的正常通信,保障了整個RS-485通信網絡的正常通信。

      (責任編輯:eguo)
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