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天然气管线流量计的PLC通讯系统设计

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-03-26   来源:中油管道机械公司   作者:李春明;唐玉光   浏览次数:19582
本文采用AB公司的CompactLogix系列PLC和浙江天信涡轮流量计, 通过PLC通讯模块与流量计的RS485通讯端口的连接,实现数据采集,上传的功能。本文包括控制部分的硬件组态和炉温控制系统的软件设计,利用RS485通讯功能实现了天然气的瞬时流量、累积流量、管线压力、管线温度等参数的上传功能。
 1 引言
 
随着国产天然气工程的运营投产、大型基础设施的日益完善,特别是西气东输一线、二线等大型长输管道的建设,天然气消费量快速增长,我国的天然气利用步入了新的发展时期。预计未来随着供气气源的多元化,供气管网的网络化,天然气的覆盖面积和利用领域将更加宽广,将在节能减排中发挥更大作用。
 
针对使用日益广泛的天然气,本文主要阐述天然气管道流量计的数据采集与PLC通讯和数据处理方法。
 
2 与上位通讯的硬件组态
 
本文PLC采用的是罗克韦尔公司的中型PLC  CompactLogix L33ER,通讯模块采用的是Prosoft公司的 MVI69E-MBS,天然气流量计采用的是浙江天信的气体涡轮流量计。
 
其中,PLC与流量计采用RS485通讯协议进行数据采集,把流量计检测的天然气温度、压力、瞬时流量、累积流量等参数传送给PLC,然后PLC通过以太网通讯协议传送给站控系统。
 
2.1基本连接
 
 首先,将24V直流电源线接到流量计电源端子,将双线RS485接到流量计通讯端子。
 
然后,设置流量计的通讯协议。
 
编码系统:8位二进制,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符(0-9、A-F)
 
波特率: 9600bps 
 
每个字节的位: 1个起始位 
 
8个数据位 
 
奇偶不校验 
 
1个停止位
 
天信流量计寄存器地址(40002-400013(十进制))及定义参见图1所示。
 
(浮点数符合IEEE754标准。标况体积总量=1000000*总量高4位+总量低6位。)
图1  流量计地址与定义 
 
2.2 MBS模块软件组态
 
(1)设置MBS模块:参见图2所示,首先设置通讯端口的主从站和数据类型;打开Prosoft configuration builder设置通讯端口,PLC相对于流量计为主站需要设置为master,奇偶校验,波特率等需要和流量计一致。

 
图2 设置MBS模块
 
(2)设置MBS通讯1端口协议:参见图3所示,点击MBS port 1打开设置界面,通讯协议为Modbus Slave RTU奇偶校验,波特率等参数需要和流量计一致。然后需要设置采集数据类型,使能位,设备地址等参数。
 
图3 设置MBS通讯1端口协议
 
(3)设置数据传输端口:参见图4所示,MVI69-MBS需要把设置的参数传输给模块,本文采用的是以太网TCP/IP的方式点击Ethernet打开设置界面。
 
 
图4 设置数据传输端口
(5)生成程序文件:参见图5所示。

 
图5 生成程序文件
 
2.3 PLC软件组态
(1)添加MBS模块:参见图6所示,打开RSLogix 5000进行组态,添加MBS模块。
 
图6 添加MBS模块
 
(2)设置MBS模块:参见图7所示。
 
 
图7 设置MBS模块
(3)加载已经生成的程序:参见图8所示。

 
图8 加载已经生成的程序
(4)打开Prosoft configuration builder:参见图9所示。
 
图9 打开Prosoft configuration builder
 
2.4测试通讯
(1)以太网线连接MBS网口,设置IP地址:参见图10所示。
 
图10 以太网线连接MBS网口,设置IP地址
(2)用Module bus扫描,来测试通讯是否正常:参见图11所示。
 
 
图11 测试通讯是否正常
(3)PLC进行数据处理:参见图12所示,根据流量计输出的数据类型进行PLC采集运算,本文采用的流量计输出数据为双精度浮点型,需要把采集数据分别传送给长整形的高16位和低16位,然后再进行合并。
 
 
图12 PLC数据处理
 
3 结束语

本文主要进行了PLC与燃气流量计的通讯设计,由于流量计设计原理中需要进行压力温度等参数补偿的计算,因此通过通讯将管线内压力、温度等参数一起采集,节省测量管线压力、管线温度的仪表,节约了成本和施工时间,并减少了天然气管线的开孔,减少了工程隐患。
参考文献(略)
 
 
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