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    天然氣管線流量計的PLC通訊系統設計

    放大字體  縮小字體 發布日期:2020-03-26   來源:中油管道機械公司   作者:李春明;唐玉光   瀏覽次數:10786
    本文采用AB公司的CompactLogix系列PLC和浙江天信渦輪流量計, 通過PLC通訊模塊與流量計的RS485通訊端口的連接,實現數據采集,上傳的功能。本文包括控制部分的硬件組態和爐溫控制系統的軟件設計,利用RS485通訊功能實現了天然氣的瞬時流量、累積流量、管線壓力、管線溫度等參數的上傳功能。
     1 引言
     
    隨著國產天然氣工程的運營投產、大型基礎設施的日益完善,特別是西氣東輸一線、二線等大型長輸管道的建設,天然氣消費量快速增長,我國的天然氣利用步入了新的發展時期。預計未來隨著供氣氣源的多元化,供氣管網的網絡化,天然氣的覆蓋面積和利用領域將更加寬廣,將在節能減排中發揮更大作用。
     
    針對使用日益廣泛的天然氣,本文主要闡述天然氣管道流量計的數據采集與PLC通訊和數據處理方法。
     
    2 與上位通訊的硬件組態
     
    本文PLC采用的是羅克韋爾公司的中型PLC  CompactLogix L33ER,通訊模塊采用的是Prosoft公司的 MVI69E-MBS,天然氣流量計采用的是浙江天信的氣體渦輪流量計。
     
    其中,PLC與流量計采用RS485通訊協議進行數據采集,把流量計檢測的天然氣溫度、壓力、瞬時流量、累積流量等參數傳送給PLC,然后PLC通過以太網通訊協議傳送給站控系統。
     
    2.1基本連接
     
     首先,將24V直流電源線接到流量計電源端子,將雙線RS485接到流量計通訊端子。
     
    然后,設置流量計的通訊協議。
     
    編碼系統:8位二進制,報文中每個8位字節含有兩個4位十六進制字符(0-9、A-F)
     
    波特率: 9600bps 
     
    每個字節的位: 1個起始位 
     
    8個數據位 
     
    奇偶不校驗 
     
    1個停止位
     
    天信流量計寄存器地址(40002-400013(十進制))及定義參見圖1所示。
     
    (浮點數符合IEEE754標準。標況體積總量=1000000*總量高4位+總量低6位。)
    圖1  流量計地址與定義 
     
    2.2 MBS模塊軟件組態
     
    (1)設置MBS模塊:參見圖2所示,首先設置通訊端口的主從站和數據類型;打開Prosoft configuration builder設置通訊端口,PLC相對于流量計為主站需要設置為master,奇偶校驗,波特率等需要和流量計一致。

     
    圖2 設置MBS模塊
     
    (2)設置MBS通訊1端口協議:參見圖3所示,點擊MBS port 1打開設置界面,通訊協議為Modbus Slave RTU奇偶校驗,波特率等參數需要和流量計一致。然后需要設置采集數據類型,使能位,設備地址等參數。
     
    圖3 設置MBS通訊1端口協議
     
    (3)設置數據傳輸端口:參見圖4所示,MVI69-MBS需要把設置的參數傳輸給模塊,本文采用的是以太網TCP/IP的方式點擊Ethernet打開設置界面。
     
     
    圖4 設置數據傳輸端口
    (5)生成程序文件:參見圖5所示。

     
    圖5 生成程序文件
     
    2.3 PLC軟件組態
    (1)添加MBS模塊:參見圖6所示,打開RSLogix 5000進行組態,添加MBS模塊。
     
    圖6 添加MBS模塊
     
    (2)設置MBS模塊:參見圖7所示。
     
     
    圖7 設置MBS模塊
    (3)加載已經生成的程序:參見圖8所示。

     
    圖8 加載已經生成的程序
    (4)打開Prosoft configuration builder:參見圖9所示。
     
    圖9 打開Prosoft configuration builder
     
    2.4測試通訊
    (1)以太網線連接MBS網口,設置IP地址:參見圖10所示。
     
    圖10 以太網線連接MBS網口,設置IP地址
    (2)用Module bus掃描,來測試通訊是否正常:參見圖11所示。
     
     
    圖11 測試通訊是否正常
    (3)PLC進行數據處理:參見圖12所示,根據流量計輸出的數據類型進行PLC采集運算,本文采用的流量計輸出數據為雙精度浮點型,需要把采集數據分別傳送給長整形的高16位和低16位,然后再進行合并。
     
     
    圖12 PLC數據處理
     
    3 結束語

    本文主要進行了PLC與燃氣流量計的通訊設計,由于流量計設計原理中需要進行壓力溫度等參數補償的計算,因此通過通訊將管線內壓力、溫度等參數一起采集,節省測量管線壓力、管線溫度的儀表,節約了成本和施工時間,并減少了天然氣管線的開孔,減少了工程隱患。
    參考文獻(略)
     
     
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