基于ADAM系列模块的管式捕集器测控系统的设计及调试
【摘 要】管式补集器能够捕集天然气或凝析液混输中产生的段塞流，防止段塞流对后续生产设备产生冲击。本文介绍了采用ADAM4000系列模块、调节仪来构建管式补集器测控系统，利用组态王6.52编程实现上位机监控，在画面报表中查询实时数据、历史数据并在EXCEL中保存报表数据等，同时还就系统调试中出现的问题进行了分析。
【关键词】管式捕集器；测控系统；组态王
管式捕集器由若干根下倾的平行管段构成，具有操作简单、处理量大、气液分离效果好等优点，能够捕集天然气/凝析液混输中产生的段塞流，防止段塞流对后续生产设备产生冲击所造成的生产事故。
随着微处理器技术的发展，台湾研华公司的ADAM数据采集模块逐步得到用户的认可，不同功能的ADAM模块配合上位机及通讯就构成一个完整的网络系统，实现对工业生产过程的检测和控制。为提高管式捕集器的运行效率和整个系统的安全性，根据工艺要求设计了采用ADAM4000系列模块和调节仪、利用组态王6.52作为上位软件的测控系统，实现了数据实时监测、报表查询以及在EXCEL中实现数据储存。
1.测控系统方案
系统结构采用 ADAM 4017模拟量输入模块来采集各类仪表的所有4～20mA信号，采用 ADAM 4080模块来采集流量计的脉冲信号，界面信号与调节仪、调节阀构成了闭环控制，使界面保持在给定的恒定值；两个液位计交替使用来调节同一个电动调节阀，使液位保持在给定的恒定值；涡轮流量计输出为脉冲信号，在二次表流量显示仪中实时显示瞬时流量，同时显示仪有4～20mA信号输出，可连接至ADAM 4017模块。
所有ADAM 4017模拟量输入模块和ADAM 4080模块，通过一对双绞线并联到RS—485网络上，通过RS—485网络系统利用ADAM4520模块实现485/232信号转换，上位机采用组态王6.52进行编程可采集上述数据，以便对各参数进行实时显示和记录、绘制各种曲线、图表以及实现参数的打印和存储，同时实现报表数据实时查询和EXCEL存储。
上位机
上位机
上位机
上位机
上位机
上位机
上位机
2.系统硬件
2.1 ADAM系列模块功能
它是一种内置微处理器、变送器及计算机接口的智能设备，用户可通过计算机以RS—485通讯协议发出ASC 码专用命令集对模块进行遥控。该系列模块具有信号调理、量程调整、A/D和D/A转换及数据通讯等功能，模块的配置参数均可通过计算机远程设定并存入EEPROM存储器，即使在掉电情况下，也能保证配置参数不丢失。
ADAM4017为16位8通道模拟量输入模块，可采集电压、电流等模拟量输入信号，它为所有通道都提供了可编程的输入范围，其模拟量输入通道和模块间还提供3000V的电压隔离。 ADAM4017支持6路差分输入，2路为单端信号。如果测试电流信号，需在该通道的输入端口并联250Ω的电阻。所有通道的输入范围均可编程设置并可将传感器电压或电流信号转换成相应的工程量。
ADAM4080模块具有两个32位计数器输入通道，可计数也可测频率，可编程设置；提供TTL输入和光隔离输入信号接线方式，并分别提供接线端口。接线后需编程确定哪种输入方式被激活；提供一个可编程的数字滤波器来消除输入通道噪音。
ADAM4520模块为光隔离的RS-232至RS-422/485转换模块，将RS-232信号转换成隔离RS-485信号，此外该模块可自动控制数据传输方向，提高传输速率。
2.2调节仪双重调节功能
管式捕集器装置上有一台磁翻转远传液位计，容积式段塞流捕集器原有一台远传液位计，二者不同时运行，但共用管式捕集器油出口的电动调节阀，由远传液位计控制调节电动调节阀。控制过程为：转换开关拨至标记“管式捕集器”侧→管式捕集器的液位信号传送至调节仪→通过闭环控制实现调节或调节仪等比例输出液位至ADAM4017；转换开关拨至标记“段塞流捕集器”侧→段塞流捕集器的液位信号传送至调节仪→通过闭环控制实现调节或调节仪等比例输出液位至ADAM4017。
本系统对两个液位交替实现了闭环控制，通过测量、比较得到偏差，使系统沿减少或消除偏差的方向运动；通过转换开关来选择管式捕集器或段塞流捕集器的液位变送器，用作反馈信号PV，将来自液位变送器的反馈信号PV送入SR93调节仪，与该调节仪设定的液位给定值SV的偏差进行PID运算，由调节仪输出4～20mA控制信号给电动调节阀，控制调节阀的阀门开度，使液位保持在恒定的范围内。
3.系统软件
监控组态软件是面向监控和数据采集的软件平台工具，亚控公司的组态王是一款Microsoft Windows98/2000/XP全中文的工控组态软件，可生成交互式图形界面、实时多任务，并提供如PLC、智能模块等的驱动软件，简化了上位机与现场控制系统间的连接等。
3.1软件制作流程
制作组态画面：监控界面主要包含工艺流程图、参数界面、实时、历史趋势曲线显示和报表查询。根据信号类型和分布区域绘制工艺流程图，模拟生产运行的流程，在模拟流程上直观地实现生产流程全自动化运行监控，另外在任一处单击鼠标右键都可弹出菜单进入任一画面；参数界面包括模拟参数汇总；通过选择不同测点组，操作员可浏览任意点的当前数据状态和曲线、任意时间段的历史数据和曲线；系统将利用组态王提供的报表组件为生产提供定义好的表格，在组态王中制作报表，并实现在EXCEL中存储。
构造数据库（定义变量）：数据库是“组态王”最核心部分，是联系上位机和下位机的桥梁。在数据库中存放的是变量的当前值，构造实时数据库需要定义相应的外部设备及数据变量。在定义数据库变量时只要把I/O变量连接到外部设备上，按照设备安装向导的提示就可完成设备的配置工作，可和组态王交换数据。
建立动画连接：就是建立画面的图素与数据库变量的对应关系，当压力、液位、脉冲信号等发生变化时，通过I/O接口将引起实时数据库中变量的变化。
3.2软件编程中的关键问题
脉冲信号流量计算编程：ADAM4080采集的脉冲信号在程序中以寄存器的形式显示，其中要使用PCVL、PCVH两个寄存器，分别是计数器低位和高位。
报表制作及存储编程：在组态王中利用编程制作列表控件“报表菜单”实现两项功能，即程序运行后，单击报表菜单，出现“历史查询”选项，单击该项可在组态王中进行历史数据查询；再次单击报表菜单，出现“保存结果”列项，单击该项可在指定的EXCEL文件中自动保存该查询结果，同时存表结果显示成功。
4.运行调试中出现的问题及解决办法
当检测系统建立后调试出现的问题及解决办法：（1）在ADAM 4000 UTILITY中无法搜索到模块。这是因为计算机只有一个COM口和模块相连，如同时打开ADAM 4000 UTILITY和组态王就会出现该情况，正确做法是先打开ADAM 4000 UTILITY，搜索设置完毕后关闭该软件，再运行组态王软件。（2）模块无法初始化。在一个模块进行初始化时除ADAM4520外其它模块都不能上电，所以每个模块采用24V电源分配器，每个模块供电采用一路。（3）接线不牢靠：ADAM4017的一个接线端内除一根电线外还有两个250Ω电阻的一端，电阻接线端很细且易弯曲，建议使用ADAM4017+来代替ADAM4017。
5.结论
基于ADAM系列模块的管式补集器测控系统采用了工业自动化组态软件——组态王设计监控界面， ADAM系列模块作控制器开发了测控系统，系统开发周期短，可移植性强，稳定性高，具有良好的工程应用价值。
【参考文献】
[1]李琦，冯叔初.管式液塞捕集器的初步研究 油气田地面工程，2000，3（19）.
[2]ADAM 4000 Data Acquisition Modules User’s Manual.
[3]黎和昌等.基于ADAM4000模块的温度控制系统的研制.南昌大学学报，2004，26（4）.
推荐访问： 测控 调试 模块 管式 系列版权声明：
1.赢正文档网的资料来自互联网以及用户的投稿，用于非商业性学习目的免费阅览。
2.《基于ADAM系列模块的管式捕集器测控系统的设计及调试》一文的著作权归原作者所有，仅供学习参考，转载或引用时请保留版权信息。
3.如果本网所转载内容不慎侵犯了您的权益，请联系我们，我们将会及时删除。
本栏目阅读排行
- 1“圆”审美视域下壮族民间舞蹈“圆”美探索
- 2党员各种谈心谈话记录 学生党员一对一谈心谈话记录
- 3发展具有中国特色、世界水平的现代教育
- 4小学疫情防控应急预案 小学疫情防控工作方案和应急预案
- 5中南海里的“除四害”\“大炼钢”行动
- 6浅谈高原之宝牦牛奶制品的营销策略
- 7202X年全员新冠病毒核酸检测工作应急预案三篇 关于全员核酸检测应急准备情况的报告
- 8党支部会议程序 党组织开会
- 9四个意识方面个人存在问题清单及整改措施 能力作风建设个人问题清单及整改措施
- 102020年新冠肺炎疫情防控排查工作方案例文稿 制定新冠肺炎疫情防控工作方案
- 11支部书记与党员谈心谈话活动记录表 支部书记谈心谈话范文
- 12美国海军航天遥感技术述评