控制系统软件：Rockwell Automation天然气处理二次开发_（6）.数据采集与处理.docx

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数据采集与处理

1.数据采集概述

数据采集是控制系统软件中的关键环节，它涉及从各种传感器和设备中获取实时数据，并将其传输到中央处理单元进行分析和处理。在天然气处理过程中，数据采集的准确性、实时性和可靠性直接影响到整个系统的运行效率和安全性。RockwellAutomation提供了多种数据采集工具和方法，包括但不限于数据采集卡、通信协议、数据服务器等。

1.1数据采集的重要性

数据采集在天然气处理中的重要性不言而喻。通过实时获取温度、压力、流量等关键参数，控制系统可以及时调整工艺参数，确保生产过程的稳定性和安全性。此外，数据采集还可以用于故障诊断、设备维护和优化操作，提高系统的整体性能。

1.2数据采集的基本步骤

数据采集的基本步骤包括：

选择合适的传感器：根据需要采集的数据类型和精度选择合适的传感器。

配置数据采集设备：设置数据采集卡、PLC（可编程逻辑控制器）等设备的参数。

建立通信链路：选择合适的通信协议（如Modbus、EtherNet/IP等）建立设备与控制系统之间的通信链路。

编写数据采集程序：使用编程语言（如StructuredText、LadderLogic等）编写数据采集程序，确保数据的正确传输和存储。

数据处理与分析：对采集到的数据进行清洗、转换和分析，生成有用的信息。

2.选择合适的传感器

在天然气处理过程中，常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器等。选择合适的传感器需要考虑以下几个因素：

2.1传感器的选择因素

测量范围：确保传感器的测量范围覆盖所需的测量值。

精度：根据工艺要求选择具有合适精度的传感器。

响应时间：选择响应时间短的传感器以确保数据的实时性。

环境适应性：考虑传感器在高温、高压、腐蚀性等特殊环境中的适应性。

成本：在满足性能要求的前提下，选择性价比高的传感器。

2.2常见传感器类型

温度传感器：如热电偶、热电阻等，用于测量管道和设备的温度。

压力传感器：如压阻式传感器、压电式传感器等，用于测量管道和容器的压力。

流量传感器：如涡街流量计、超声波流量计等，用于测量流体的流量。

液位传感器：如浮球式传感器、雷达液位计等，用于测量储罐的液位。

2.3传感器的安装与维护

安装位置：选择合适的安装位置，确保传感器能够准确测量所需参数。

校准：定期对传感器进行校准，确保测量的准确性。

维护：定期检查传感器的工作状态，及时更换损坏的传感器。

3.配置数据采集设备

数据采集设备包括数据采集卡、PLC、RTU（远程终端单元）等。这些设备需要进行正确的配置，以确保数据的准确传输和存储。

3.1数据采集卡的配置

数据采集卡是连接传感器和控制系统的重要设备。配置数据采集卡的步骤如下：

选择合适的采集卡：根据传感器的类型和数量选择合适的采集卡。

安装驱动程序：安装采集卡的驱动程序，确保其能够与控制系统软件正常通信。

配置采集通道：设置采集卡的通道参数，如采样频率、量程等。

设置通信参数：配置采集卡的通信参数，如波特率、数据位、停止位等。

3.1.1示例：配置数据采集卡

假设我们使用的是RockwellAutomation的1756-IF8模拟输入模块，以下是配置该模块的示例：

//配置1756-IF8模拟输入模块

//1.选择模块

1756-IF8模块

//2.设置采样频率

采样频率：100Hz

//3.设置量程

通道1：0-10V

通道2：4-20mA

通道3：-10to10V

//4.设置通信参数

波特率：19200

数据位：8

停止位：1

奇偶校验：无

3.2PLC的配置

PLC（可编程逻辑控制器）是控制系统的核心设备之一，用于处理和控制数据。配置PLC的步骤如下：

选择合适的PLC：根据系统的复杂度和需求选择合适的PLC。

安装编程软件：安装RockwellAutomation的RSLogix5000编程软件。

创建项目：在RSLogix5000中创建一个新的项目。

配置输入输出：设置PLC的输入输出模块，连接传感器和执行器。

编写控制程序：使用StructuredText、LadderLogic等编程语言编写控制程序。

3.2.1示例：配置PLC

假设我们使用的是ControlLogix5550PLC，以下是配置该PLC的示例：

//配置ControlLogix5550PLC

//1.选择PLC

ControlLogix5550

//2.安装编程软件

RSLogix5000

//3.创建项目

项目名称：天然气处理系统

//4.配置输入输出

输入模块：1756-IF8