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远程数据采集控制分布式系统设计 The Design of remote data sampling and controlling distributed system ( 四川大学电气信息学院)郭 皓 黄 华 Guo,Hao Huang,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visual C++ 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：A Abstract:How to control rectification column equipments accurately is directly related with the quantity and quality of chemical products. But the methods we used today always have many problems, such as the sampling precision, user interface, database etc. We mainly introduce how to use computers and the distributed system to implement the controlling of rectification column. Our suggestion can not only be used in laboratory, but also be carried out in chemical industry. Key words: distributed system, remote controlling, database 1 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：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