作者簡(jiǎn)介：高茜（1983-），碩士，現擔任研華公司擔任技術(shù)支持工程師工作，主要負責研華數據采集模塊ADAM系列產(chǎn)品的支持與應用。

    摘要：本文主要介紹了采用研華串口服務(wù)器、數據采集模塊以及OPC Server構成的化工廠(chǎng)污染物監測系統

    關(guān)鍵字：化工廠(chǎng)；污染物監測；串口服務(wù)器；數據采集模塊

    1 系統介紹

    化工廠(chǎng)在創(chuàng )造巨大經(jīng)濟效益的同時(shí)，帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也不容忽視。在這一背景下，化工廠(chǎng)的環(huán)境監測系統獲得越來(lái)越多的應用。

    環(huán)境監測的目的是為了對污染物作時(shí)間和空間方面的追蹤，了解污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響程度，并在此基礎上，對環(huán)境污染做出預測、預報和預防。

    化工廠(chǎng)的環(huán)境監測，要求不改變原有辦公網(wǎng)絡(luò )，在原有辦公網(wǎng)絡(luò )和監測設備的基礎上，增加數據采集系統，將監測數據上傳到中控室，以實(shí)現中控室對各個(gè)分廠(chǎng)的環(huán)境監控。

    2 主要產(chǎn)品規格介紹

    （1）EKI-1522是網(wǎng)絡(luò )串行設備服務(wù)器，具有2個(gè)RS-232/422/485端口，可使多個(gè)串行設備，如RS-485數據采集模塊、PLC、測量和掃描儀，與TCP/IP直接相連。使用EKI-1522串口服務(wù)器，您的串行設備就能夠像其他網(wǎng)絡(luò )設備一樣，在網(wǎng)絡(luò )上發(fā)送和接收數據。它具有雙獨立以太網(wǎng)端口和MAC地址，采用冗余的網(wǎng)絡(luò )機制以保證以太網(wǎng)的可靠性；雙網(wǎng)口的設計使得您的調試更加方便。EKI-1522提供簡(jiǎn)單、經(jīng)濟的方式，可對多個(gè)無(wú)法連接到以太網(wǎng)絡(luò )的串口設備進(jìn)行遠程管理和數據采集。

    （2）ADAM-4117是一款8路的堅固型數據采集模塊，采用RS-485通訊方式，支持Modbus協(xié)議。支持4~20mA電流輸入和+/-10V 、+/-15V的電壓輸入范圍，采集頻率可達100點(diǎn)/S。寬溫寬壓，工作和存儲溫度為-40～85℃，接受10～48V電源供電；高抗干擾能力，3kV EFT和8kV ESD，具有自動(dòng)濾波器功能；高共模電壓，支持200Vdc的共模電壓。以上性能決定了ADAM-4117是一款適合于工業(yè)級嚴苛環(huán)境的測量和監控模塊。

    3 方案描述

    本化工廠(chǎng)具有多個(gè)廠(chǎng)區，占地面積大，原有辦公網(wǎng)絡(luò )。在設計環(huán)境監測系統時(shí)，希望在辦公網(wǎng)絡(luò )的基礎上架設監測系統，各個(gè)監測點(diǎn)距離辦公網(wǎng)絡(luò )的接入點(diǎn)距離不同，從幾十米到幾百米都有。因此，在監測點(diǎn)放置ADAM-4117模塊，并通過(guò)EKI-1522轉為以太網(wǎng)接口，在經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)到光纖的轉換器通過(guò)光纖接入到辦公網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)?，F場(chǎng)放置的環(huán)境監測設備在本地顯示主要污染物的同時(shí)，將數據轉換為4~20mA電流值；堅固性數據采集模塊ADAM-4117能夠穩定可靠的采集4-20mA電流值并轉換為RS-485信號，通過(guò)EKI跨接到以太網(wǎng)絡(luò )上，長(cháng)達數百米的傳輸使用光纖網(wǎng)絡(luò )，穩定可靠。

    3.1系統架構框圖

                   

                                     圖1 系統架構框圖

    3.2系統組件的主要功能

    （1）ADAM-4117用于采集污染物監測儀器輸出的4-20mA信號，在中控室的電腦上，這些信號可以轉化為SO2、NO2或其他污染物的含量。

    （2）EKI-1522具有兩個(gè)COM口和兩個(gè)LAN口，其中一個(gè)COM口連接ADAM-4117，將RS-485信號轉為以太網(wǎng)信號，另一個(gè)COM口可以擴展第三方的Modbus設備，采集某些污染物的含量。兩個(gè)LAN口的設計既可以用作冗余配置，又可以方便現場(chǎng)工程師的調試。通過(guò)這個(gè)串口服務(wù)器，RS-485設備可以很容易的接入工廠(chǎng)原有的辦公網(wǎng)絡(luò )，而無(wú)需增加大量的管線(xiàn)配置；對于占地龐大的化工廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，這一優(yōu)勢尤為明顯。

    （3）為了讀取ADAM-4117的信號，中控室的電腦上安裝了ADAM OPC Server軟件。使用通用的OPC協(xié)議，不僅便于組態(tài)軟件讀取數據，而且為以后的擴展打下了良好的基礎。

    4 結論

    4.1使用研華解決方案的優(yōu)勢

    EKI-1522的雙網(wǎng)口，便于冗余設計和調試；它支持多主機的訪(fǎng)問(wèn)，易于構建監控網(wǎng)絡(luò )。EKI-1522提供簡(jiǎn)單、經(jīng)濟的方式，可對僅具有串口的設備進(jìn)行基于以太網(wǎng)絡(luò )的遠程管理和數據采集；利用原有的辦公網(wǎng)絡(luò )，構建基于RS-485的穩定的數據采集系統。

    （2）ADAM-4117是8路堅固型的分布式數據采集模塊，可以采集分散在工廠(chǎng)各地的各個(gè)采集點(diǎn)的電壓電流信號，并且支持標準的Modbus協(xié)議。它不僅經(jīng)濟，而且可靠，是一款專(zhuān)為惡劣環(huán)境下的可靠操作而設計的數據采集模塊。