化工厂环境监测系统

研华（中国）公司 高 茜

1 系统介绍

化工厂在创造巨大经济效益的同时，带来的环境问题也不容忽视。在这一背景下，化工厂的环境监测系统得到了越来越多的应用。

环境监测的目的是为了对污染物作时间和空间方面的追踪，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上，对环境污染做出预测、预报和预防。

化工厂的环境监测，要求不改变原有办公网络，在原有办公网络和监测设备的基础上，增加数据采集系统，将监测数据上传到中控室，以实现中控室对各分厂的环境监控。

2 主要产品规格介绍

（1）EKI-1522是网络串行设备服务器，具有2个RS-232/422/485端口，可使多个串行设备，如RS-485数据采集模块、PLC、测量和扫描仪，与TCP/IP直接相连。使用EKI-1522串口服务器，您的串行设备就能够像其他网络设备一样，在网络上发送和接收数据。它具有双独立以太网端口和MAC地址，采用冗余的网络机制以保证以太网的可靠性；双网口的设计使用户调试更加方便。EKI-1522提供简单、经济的方式，可对多个无法连接到以太网络的串口设备进行远程管理和数据采集。

（2）ADAM-4117是一款8路的坚固型数据采集模块，采用RS-485通讯方式，支持Modbus协议。支持4~20mA电流输入和+/-10V 、+/-15V的电压输入范围，采集频率可达100点/S。宽温宽压，工作和存储温度为-40～85℃，接受10～48V电源供电；高抗干扰能力，3kV EFT和8kV ESD，具有自动滤波器功能；高共模电压，支持200Vdc的共模电压。以上性能决定了ADAM-4117是一款适合于工业级严苛环境的测量和监控模块。

3 方案描述

本化工厂具有多个厂区，占地面积大，原有办公网络。在设计环境监测系统时，希望在办公网络的基础上架设监测系统，各个监测点距离办公网络的接入点距离不同，从几十米到几百米都有。因此，在监测点放置ADAM-4117模块，并通过EKI-1522转为以太网接口，在经过以太网到光纤的转换器通过光纤接入到办公网络接入点。现场放置的环境监测设备在本地显示主要污染物的同时，将数据转换为4～20mA电流值；坚固性数据采集模块ADAM-4117能够稳定可靠的采集4～20mA电流值并转换为RS-485信号，通过EKI跨接到以太网络上，长达数百米的传输使用光纤网络，稳定可靠。

3.1 系统架构框图

如图1所示。

3.2 系统组件的主要功能

（1）ADAM-4117用于采集污染物监测仪器输出的4～20mA信号，在中控室的电脑上，这些信号可以转化为SO2、NO2或其他污染物的含量。

图1 系统架构框图

（2）EKI-1522具有两个COM口和两个LAN口，其中一个COM口连接ADAM-4117，将RS-485信号转为以太网信号，另一个COM口可以扩展第三方的Modbus设备，采集某些污染物的含量。两个LAN口的设计既可以用作冗余配置，又可以方便现场工程师的调试。通过这个串口服务器，RS-485设备可以很容易的接入工厂原有的办公网络，而无需增加大量的管线配置；对于占地庞大的化工厂来说，这一优势尤为明显。

（3）为读取ADAM-4117的信号，中控室电脑安装了ADAM OPC Server软件。使用通用的OPC协议，不仅便于组态软件读取数据，而且为以后的扩展打下了良好的基础。

4 使用研华解决方案的优势

（1）EKI-1522的双网口，便于冗余设计和调试；它支持多主机的访问，易于构建监控网络。EKI-1522提供简单、经济的方式，可对仅具有串口的设备进行基于以太网络的远程管理和数据采集；利用原有的办公网络，构建基于RS-485的稳定的数据采集系统。

（2）ADAM-4117是8路坚固型的分布式数据采集模块，可以采集分散在工厂各地的各采集点的电压电流信号，并支持标准的Modbus协议。它不仅经济，而且可靠，是一款专为恶劣环境下的可靠操作而设计的数据采集模块。