天然气管线流量计的PLC通讯系统设计

天然气管线流量计的PLC通讯系统设计

Design of PLC Communication System for Natural Gas Pipeline Flowmeter

• 中油管道机械公司 李春明 Li Chunming 唐玉光 Tang Yuguang

摘 要：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。关键词：PLC 流量计 RS485 瞬时流量 累积流量

Abstract: This paper uses AB CompactLogix series PLC and Tianxin flowmeter to realize the function of data acquisition and upload through the connection of PLC communication module and RS485 communication port of flowmeter. This paper includes the hardware configuration of the control part and the software design of the furnace temperature control system. By using RS485 communication function, the upload functions of instantaneous flow, cumulative flow, pipeline pressure, pipeline temperature and other parameters of natural gas are realized.

Key words: PLC Flowmeter RS485 Instantaneous Flow Cumulative Flow

【中图分类号】U473.2+4 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2019）07-0066-03

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。

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

2 与上位通讯的硬件组态

本文PLC采用的是罗克韦尔自动化公司中型PLC Compact Logix 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。

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

图4 设置数据传输端口

《智慧工厂》Smart Factory

July 2019│67（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。

（4）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。

（4）打开Prosoft configuration builder：参见图9所示。

│PROCESS MANUFACTURING│流程制造

图8 加载已经生成的程序

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）

作者简介

李春明（1986-） 男 工学学士 工程师 研究方向：过程自动化系统集成

68