基于流量计算的PLC一体化流量测量方法的改进

任桂芬 西安石油大学

基于流量计算的PLC一体化流量测量方法的改进

任桂芬 西安石油大学

使用流量计算模块最重要的是实现了与PLC（Programmable Logic Controller）无缝通信。大多数PLC支持以太网TCP/IP通信和许多串行协议。一旦流量信息在处理器上生成，网络就能访问这些信息，远程SCADA、HMI、数据采集、历史和维护应用系统也能访问这些信息，这就提供了一个灵活经济的通信机制。一些流量计算模块也提供Modbus接口，能直接连接Modbus流量计或已有SCADA系统的通信通道。

流量计算；PLC；一体化；流量测量

PLC（Programmable Logic Controller）的处理器能力、几乎实时的I/O速度和灵活的网络通信选件使PLC成为工业应用的理想平台。尽管PLC平台具有卓越的能力，但把流量计算等复杂计算加载于PLC平台并不可取。如果多个仪表同时运行，解决的方法是把流量计算机嵌入到PLC模块中，提供一个一体化的PLC、RTU及流量计算机解决方案，图1是基于流量计算的PLC改进测量方法框图。

图1 基于流量计算的PLC改进测量方法

首先，流量计算机模块有高速处理器用于流量计算和存储器用于数据存档，不把流量计算任务加给PLC处理器，多少仪表运行计算与PLC处理器没有关系。其次，模块能通过PLC高速背板直接读流量计、压力及温度等仪表的输入信息，PLC程序不仅管理为其他过程服务的I/O，而且管理流量计算模块高速访问这些信息。PLC以I/O寄存器方式直接读取流量测量数据。PLC梯形图程序能把这些信息用作告警和控制过程环路。因此，对于SCADA网络，应用Modbus协议访问流量计算机模块存储器中的数据存档是可行的。这些功能对于综合PLC、DCS和SCADA系统是一个理想的方案。最终的系统把所有标准功能结合在一起，实现了基于流量计算的PLC流量测量改进方案，图2是基于流量计算的PLC现场图。一体化流量测量在成本和通讯等方面占据优势，已经成为流量测量的发展趋势。

由于PLC是控制系统的重要组成部分，嵌入到PLC的模块比传统的单体流量计算机便宜，背板通信使流量计算模块易于与传感器I/O集成，简化了传感器的布线和接口，减少了现场传感器的数量，也就节约了成本。

图2 基于流量计算的PLC现场

传统的流量计算机至多提供4个测量仪，大多数的PLC流量计算模块提供8到16个测量仪。由于流量计算模块安装在PLC插槽里，不像传统的流量计算机需要独立机柜，因此，节省了空间。

使用流量计算模块最重要的是实现了与PLC无缝通信。大多数PLC支持以太网TCP/IP通信和许多串行协议。一旦流量信息在处理器上生成，网络就能访问这些信息，远程SCADA、HMI、数据采集、历史和维护应用系统也能访问这些信息，这就提供了一个灵活经济的通信机制。一些流量计算模块也提供Modbus接口，能直接连接Modbus流量计或已有SCADA系统的通信通道。

在国内，中国石油集团公司的许多输气管线就采用了这种一体化流量测量方案，不仅在分输站现场能看到流量数据，也能在各级调度中心看到流量数据。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.5.041

（栏目主持 焦晓梅）