集气站多协议数据采集监控技术

刘 洋，杨传将

集气站多协议数据采集监控技术

刘 洋，杨传将

（武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064）

集气站监控设备众多，包括加热炉、分子筛、火气探测设备、流量计设备，各个设备都有各自的通讯协议。本文讲述了集气站多种Modbus协议设备的数据采集过程，并通过以太网通讯在组态软件中进行数据监控的技术。结果表明，该技术能长久稳定运行。

集气站Modbus MP277 数据采集

0 引言

集气站是收集气井所生产天然气的站场，在集气站内对天然气进行节流降压、加热、调压计量等各种工艺预处理，设备众多且分散。为方便进行检测和操作，必须进行统一的数据采集，在监控台进行数据的管理。集气站设备主要包括加热炉、流量计、分子筛、火灾报警盘，以及供电设备UPS等，这些不同厂家的设备基本都支持Modbus协议，通过Modbus通讯可以将这些数据采集。为了有效降低成本，设计了如图1所示的系统。系统采用西门子S7-300控制器，通过以太网连接上位机监控软件，再通过MP277连接S7-200的方式。S7-200控制器自带RS485接口，能够进行Modbus通讯，采集现场各种设备数据。最后通过以太网通讯将设备数据上传至监控软件，方便操作人员进行监控，该方案简单有效，能够实现集气站内设备的状态监控，数据处理，有效的进行天然气的生产工作。

图1 系统结构图

1 数据采集

S7-300控制器与S7-200控制器之间的通讯是实现系统数据采集的关键，EM277可以方便的实现S7-300与S7-200之间的PROFIBUS DP通讯，只需要在STEP7中进行S7-300控制站的组态，简单配置EM277设备。选中STEP7的硬件组态窗口中的菜单 Optionà Install new GSD，导入SIEM089D.GSD文件，安装EM277从站配置文件。导入GSD文件后，在右侧的设备选择列表中找到EM277从站，根据需要的通讯字节数，选择一种通讯方式。本文中需要通讯的数据量比较大，选择了最大的64字节输入/64字节输出的配置。S7-300的硬件下载完成后，将EM277的拨位开关拨到与以上硬件组态的设定值一致。

图2 S7-300配置图

1.2 程序处理

在S7-200系统中不需要对通讯进行组态和编程，只需要将要进行通讯的数据整理存放在V 存储区，与S7-300组态EM277从站时的硬件I/O地址相对应就可以了。控制器中的程序如图3、图4所示。

V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6中循环处理数据，调用“MBUS_CTRL_P1”和“MBUS_MSG_P1”功能，安装设定的步序采集下表所示的设备数据，将数据循环放置在配置的通讯区中V 变量区，并为读取的数据设置数据包号码，以方便S7-300进行识别。

Step7中进行读取数据，根据读取数据包的序号进行对数据进行区分，对应不同的设备参数。

2 监控界面

上位机通过以太网与控制器进行连接，采用易控（INSPEC）组态软件进行设计。易控是基于Microsoft操作平台.Net的通用监控软件，它的画面精美、功能创新，大大提升了系统档次。系统开发的界面如图5所示，分为“气站概览”、“加热炉”、“分子筛”、“火气探测”、“历史数据”、“报警信息”、“报表”选项，包括各个设备的监控，可以采集运行数据、设置运行参数。

图3 S7-300控制程序

图4 S7-200控制程序

3 结束语

文中所述的数据采集监控技术已经成功地应用到集气站现场，经过长久的运行，系统运行状态良好，操作人员在上位机上能够实时检测现场所有设备的运行状态和数据，并可以对设备进行参数设置，满足集气站的数据采集监控设计要求，并且采集的数据两小时记录一次，填充在报表中，每天在12点-12点15分之间进行报表的一次保存和自动打印，并可进行历史数据的查询，非常方便现场操作人员对整个集气站的监控管理工作。

[1] 王锋. S7-300通过S7-200实现Modbus-RTU通讯[J].电工技术, 2008(2): 38-39.

[2] 高运广, 刘顺波, 何相勇. Modbus协议在温湿度环境监控系统集成中的应用[J]. 仪表技术与传感器, 2006(10): 26-27.

[3] 张彬. S7-200用作Modbus主站的编程方法[A]. 《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C]. 2004.

表1 集气站设备采集数据表

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

刘洋（1983-），女，工程师。研究方向：电子技术。E-mail：liuyang200_199@126.com