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基于ADAM4000系列模块数据采集与监控系统实现 　　【摘 要】为实现沼气厌氧中试实验发酵过程的数据采集与监控，针对该过程的数据采集需求与特点，采用嵌入式工控机作为控制主机,ADAM4000系列模块为数据采集模块，通过树型拓扑结构的485通讯，结合WebAccess组态软件实现数据采集与监控。ADAM4000系列模块对发酵过程进行实时数据采集，并按照研华通讯协议传输数据到工控机。实际运行表明，该系统易于操作，是一款运行可靠的SCADA系统。 　　【关键词】厌氧发酵；控制主机；WebAccess组态软件；采集与监控 　　引言 　　沼气厌氧发酵过程是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下，通过各类微生物的分解代谢，最终形成甲烷和二氧化碳等可燃性混合气体（沼气）的过程。这个过程存在强过程性与非线性等特点，关键性过程数据可真实反映该过程的状态和趋势，给厌氧中试实验过 　　程的相关研究提供必要的原始资料。若人工手动搜集实验数据将会受时间等客观因素制约，效率和准确率非常低，因此全过程的数据采集与监控系统（SCADA）将对中试实验具有重要意义。本方案应用Advantech公司的WebAccess组态软件实现厌氧发酵过程的数据采集与监控。现场单元（RTU）采用基于RS-485的分布式数据采集模块——ADAM4000系列模块，其可靠性高，扛干扰能力强并支持485总线通讯，适用于超远距离（理论可达15KM）数据传输。 　　1、需求描述 　　厌氧中试实验需要检测的工艺参数主要包括液相参数（温度、PH值、液位）、气相参数（CH4浓度、流量、H2S浓度）、设备参数（变频器输出频率）和一些设备状态信息（搅拌机、进料泵、电动阀、电磁阀等启停和故障状态）。这些数据通过ADAM4000系列模块进行实时采集，并传输到嵌入式工控机（Embedded industrial control computer，EIPC）进行管理，同时对各设备实时控制，包括自动和人工两种方式。 　　2、硬件系统 　　2.1硬件构成 　　该SCADA系统的硬件部分主要由1台控制主机，同时也是监控主机（研华嵌入式工控机UNO-2173A）、1块ADAM－4520模块（RS232-RS485有源转换模块）、2块ADAM－4050模块（数字量输入/输出模块）、2块ADAM－4053模块（数字量输入模块）、2块ADAM－4117模块（模拟量输入模块）、1块ADAM－4024模块（模拟量输出模块）以及RS－232通讯电缆和RS－485通讯电缆各1条组成。其中ADAM4000系列模块分别连接相应的在线传感器、仪表及现场设备，硬件构架见图1。 　　2.2功能概述 　　UNO-2173A：UNO-2173A是研华嵌入式工控机，作为整个系统的控制主机，安装研华WebAccess组态软件，实现监控主机画面组态、通讯端口设置、I/O点配置、报警显示、趋势、脚本设置等功能。通过COM1（RS-232）口与ADAM-4051连接，完成对各数据采集模块的实时通讯，读取各设备的运行状态和仪表数据，并对实时控制现场实验设备。实验人员通过画面可以清楚地了解到整个中试实验设备的运行情况，也可通过数据报表自动记录实验过程数据。 　　ADAM-4051：RS-232转RS-422/485转换器，将现场采集模块送来的RS-485信号转换成RS-232信号，并通过COM1端口输送至控制主机。它带有3000 VDC隔离保护,传输速率可达115.2kbps, 联网距离可达1200米。 　　ADAM-4053：ADAM-4053为16通道数字量输入模块，既可以接入干接点信号，也可以接入湿接点信号。通过它可以采集现场设备状态信号，如搅拌机，进料泵，电动阀，电磁阀等启停、故障状态信号。 　　ADAM-4050：ADAM-4050是7DI/8DO的数字量输入/输出模块，输入既可以是干接点信号，也可以是湿接点信号。ADAM-4050不仅可以通过输入接点接收数字量输入信号，还可以通过输出接点控制设备动作，如搅拌机的启停、进料泵的启停、电动阀的开关等。 　　ADAM-4117：ADAM-4117为8通道模拟量输入模块，通过它可以实时采集现场仪器仪表、传感器的工艺参数值或设备参变量，如温度、PH值、变频器输出频率等。信号类型（电压、电流等）可以依照仪器仪表、设备参变量信号类型预设定，两者要一致。 　　ADAM-4024：ADAM-4024为4通道模拟量输出模块，用在调节变频器输入频率值，实现电机的变频调节控制。信号类型为单通道mA 或V输出，要与被控制设备内预设信号类型一致。 　　3、软件及通讯 　　3.1软件构成 　　控制主机软件是Advantech WebAccess组态软件，主要由工程节点（Project Node）、监控节点（SCADA