远程数据采集控制分布式系统设计new

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1、远程数据采集控制分布式系统设计TheDesignofremotedatasamplingandcontrollingdistributedsystem(四川大学电气信息学院)郭皓黄华Guo,HaoHuang,Hua摘要：在化工生产中，如何精准地控制精馏装置直接关系到化工企业产品的质量和产量以及能源消耗。本文就介绍了一种利用visualC++以及分布式系统实现精馏塔数据的采集和控制的方案。该方案具有精度高，操作简便，便于扩展等优势，不但能运用于实验室研究，还可直接应用在各种规模的化工生产。关键词：分布式系统，远程控制,数据库中图分类号：TP316.4文献标识码：AAbstract:Howto

2、controlrectificationcolumnequipmentsaccuratelyisdirectlyrelatedwiththequantityandqualityofchemicalproducts.Butthemethodsweusedtodayalwayshavemanyproblems,suchasthesamplingprecision,userinterface,databaseetc.Wemainlyintroducehowtousecomputersandthedistributedsystemtoimplementthecontrollingofrectifi

3、cationcolumn.Oursuggestioncannotonlybeusedinlaboratory,butalsobecarriedoutinchemicalindustry.Keywords:distributedsystem,remotecontrolling,database1引言虽然精馏塔的自动控制一直受到化工行业高度重视，但如今很多实验室，企业仍采取人工监控或单片机等读取数字温度压强表值进行监测的方式。这些方法都存在采集精度不高，操作界面不友好，还有与数据库、网络等连接不便等问题。为了解决这些问题，我们根据在精馏塔馏份提取过程中对采集速度要求不高，而对精度及准确度要求高

4、等特点，设计出分布式的精馏塔数据采集控制系统，实现了对精馏塔内部温度、压力的实时监测和自动控制；采用RS485串行通讯总线，可以由一台上位机控制的多个数据采集控制模块组成一个工作站，利用数据采集计算机通过Internet对各个工作站的数据进行远程处理。2工作站的实现首先介绍工作站的设计方案。其硬件系统包括精馏塔的数据采集和控制两个部分，通过对三个测温点和一个压强测量点的数据进行采集，传送到计算机，根据所设置的各种液泛条件对收集馏分以及控制回流比和塔釜加热的电磁阀的开断。我们使用两组铂电阻传感器和一个热电偶传感器来满足不同精度要求的温度数据采集，并采用三个两种不同类型的单路温度变送模块将采集

5、到的温度信号转换为范围在4-20mA的电流输入。为了降低成本，我们使用压力变送器测量U型管中与馏分不会反应的液体压力，直接转换为4-20mA的电流直接输入12位数据采集模块(KLM-4118)。由KLM-4118进行滤波，放大等处理并按RS485通讯协议输出。控制部分是通过计算机查询开关量单元(XSK-II)直接得到各个电磁阀的工作状态，并将状态量通过RS485接口输入到计算机。我们只需在计算机的RS232接口上安装一个RS232/485的转换端子就可以实现分布式系统与计算机的通信。(如图1精馏塔数据采集控制的硬件示意图)图1精馏塔数据采集控制的硬件示意图工作站软件的实现主要是分为三个部分

6、：用户管理，数据采集显示和开关量控制。用户管理包括了用户登陆，用户数据管理和工作站及通讯的设置。用户登陆和用户数据管理是为了提高系统的安全性所设计的。每个工作站都对应了两套精馏塔和硬件设备，用户可以利用软件自己设定每套设备的工作状态。数据采集显示部分主要是实现对采集的四路输入进行采样，绘图，并实现当前数据与历史数据曲线的比较。用户可以对显示曲线进行注释，对采样率，绘图坐标，校正公式等进行自定义，以满足精馏塔不同状态下对数据显示的要求。用户还可以对历史数据进行选择保存。开关量控制部分则包括电磁阀控制，报警和自动断电保护三部分。由用户自己设置8个电磁阀开闭条件，当精馏塔达到液泛温度就报警，若精

7、馏塔仍持续升温达到用户设定的极限温度时就采取自动断电进行保护。而且用户还可以手动强制对各个电磁阀的状态进行管理。软件流程图如下：图2软件流程图整个软件实现上有几处值得注意：1)KLM-4118和XSK-II与计算机通信的实现利用VC中通信控件MSComm，我们只需对串口进行简单设置即可：使用计算机的COM1，波特率都设置为9600bps，8个数据位，1个停止位，无奇偶校验位，程序采用事件驱动方式。下面是计算机向这两个模块