硬件結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)選用研華工控機(jī)作為操作站，西門(mén)子SIMATICS7－300PLC做為現(xiàn)場(chǎng)站，配置現(xiàn)場(chǎng)儀表采用RS485接口，可直接與CP340通訊卡進(jìn)行通訊，完成天然氣的計(jì)量實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、瞬時(shí)流量和輸差的檢測(cè)和顯示。內(nèi)部安裝有選用西門(mén)子可編程序控制器，該設(shè)備具有運(yùn)行可靠、安全等特點(diǎn)。內(nèi)部使用自行開(kāi)發(fā)的控制軟件采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

　　并且此結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)展功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)各條管線的集氣和配氣的流量，從而構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　采集現(xiàn)場(chǎng)儀表的溫度、壓力和瞬時(shí)流量，累計(jì)流量的顯示。

　　實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)防爆，通過(guò)齊納安全柵使本系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)高電流或電壓隔離，避免進(jìn)入系統(tǒng)。系統(tǒng)使用不間斷電源，可以在短時(shí)間停電繼續(xù)保持系統(tǒng)供電，處理保存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

　　通訊協(xié)議由于集輸部門(mén)各個(gè)配氣站采用的儀表都不同，并且各個(gè)廠家的儀表都不是標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，這樣就用不同的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。下面以浙江富馬和浙江天信儀表為例：浙江富馬通訊協(xié)議如下RS485半雙工主從式通訊，主機(jī)：PLC；從機(jī)：流量?jī)x表波特率9600，無(wú)奇偶位，8位數(shù)據(jù)位，位起始位，1位停止位。

　　全部數(shù)據(jù)以ASCⅡ碼發(fā)送。首先主機(jī)發(fā)送儀表號(hào)，然后從機(jī)應(yīng)答發(fā)響應(yīng)的儀表號(hào)。然后按下列次序連續(xù)發(fā)數(shù)據(jù)。《D7＝0，D6————D0為ASCII碼》累積流量代碼：L累積流量小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，8位累積流量（由低位到高位發(fā)）累積流量代碼：L累積流量小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，8位累積流量瞬時(shí)流量代碼：S瞬時(shí)流量小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，8位瞬時(shí)流量壓力代碼：Y壓力小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，5位壓力（絕對(duì)壓力KPa）溫度代碼：W溫度小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，4位溫度，溫度符號(hào)：＋，－結(jié)束符：D 2.2.2浙江天信通信接口協(xié)議通信規(guī)約：波特率9600，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)1.主機(jī)向儀表發(fā)送數(shù)據(jù)定義：數(shù)據(jù)包長(zhǎng)20個(gè)字節(jié)7C；起始位0X；數(shù)據(jù)類型3X；數(shù)據(jù)序號(hào)3X，3X；子機(jī)號(hào)，00－FF 3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X，3X；數(shù)據(jù)，6個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的ASCI碼，12個(gè)字節(jié)長(zhǎng)3X，3X；校驗(yàn)和7D；停止位2.儀表向主機(jī)上傳數(shù)據(jù)：上傳當(dāng)前數(shù)據(jù)53（字節(jié)）：包括：瞬時(shí)流量，累積流量，溫度，壓力數(shù)據(jù)包定義：7C；起始位3X，3X；子機(jī)號(hào)00－FF 31H；數(shù)據(jù)類型31：當(dāng)前數(shù)據(jù)3X3X，3X3X，3X3X，3X3X瞬時(shí)流量浮點(diǎn)3X3X，3X3X，3X3X，3X3X，3X3X，3X3X；累積流量（2十進(jìn)制4浮點(diǎn)）3X3X，3X3X，3X3X，3X3X；溫度（浮點(diǎn)）3X3X，3X3X，3X3X，3X3X；壓力（浮點(diǎn)）3X3X，3X3X，3X3X，3X3X；流量百分比3X3X；FLAG標(biāo)志3X，3X；校驗(yàn)和7D；停止位2.2.3西門(mén)子RS232C通訊擴(kuò)展卡CP340 CP340是西門(mén)子PLC與其它RS232數(shù)據(jù)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的橋梁和紐帶。CP340智能通訊模塊固化有3964（R）協(xié)議，用STEP7中的專用組態(tài)工具可直接設(shè)置傳輸?shù)牟ㄌ芈�、�?shù)據(jù)位。

　　CP340上有接收緩沖存儲(chǔ)器和發(fā)送緩沖存儲(chǔ)器，依靠接收和發(fā)送緩沖器（緩沖區(qū)）建立起了CP340和CPU的聯(lián)系。發(fā)送時(shí)，CPU模塊只需要把發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)，然后，由CP340把緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)逐個(gè)發(fā)送給通信伙伴，CP340還負(fù)責(zé)從通信伙伴接收數(shù)據(jù)，并把接收到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入接收緩沖區(qū)，CPU模塊以查詢方式讀接收緩沖區(qū)，如果緩沖區(qū)不空，CPU便得到接收數(shù)據(jù)。讀寫(xiě)CP340上的緩沖區(qū)需要在用戶程序中調(diào)用專用的功能，寫(xiě)緩沖區(qū)的功能塊稱為發(fā)送功能塊，讀緩沖區(qū)的稱為接收功能塊，CPU要發(fā)送的數(shù)據(jù)必須存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中，調(diào)用發(fā)送功能塊可把數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)，調(diào)用接收功能塊可把接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)讀到數(shù)據(jù)塊中。

　　下位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)［4］我們之所以用plc與異性儀表進(jìn)行通訊，因?yàn)閜lc有強(qiáng)大的通訊能力，就是說(shuō)plc的操作系統(tǒng)能夠支持多種通訊格式，并且PLC具有實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制、定量控制等功能。PLC具有強(qiáng)大的編程自由度，開(kāi)發(fā)能力強(qiáng)大，所以用PLC實(shí)現(xiàn)與異性儀表通訊才是最可靠，最經(jīng)濟(jì)的。

　　首先在CP340中的設(shè)定波特率9600，無(wú)奇偶位，8位數(shù)據(jù)位，1位起始位，1位停止位。下面是天信和富馬程序流程圖：2.3.2上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控軟件選用北京亞控組態(tài)王軟件KingView6.02進(jìn)行編寫(xiě)，組態(tài)王與PLC之間通信采用的是PPI通訊協(xié)議，組態(tài)王通過(guò)串口通過(guò)MPI卡進(jìn)行通信，訪問(wèn)PLC相關(guān)的寄存器地址，來(lái)獲得PLC所控制設(shè)備的狀態(tài)或修改相關(guān)寄存器的值。通過(guò)不同的變量名來(lái)獲得瞬時(shí)流量，累計(jì)流量、溫度、壓力的數(shù)據(jù)。根據(jù)不同的要求編寫(xiě)定時(shí)存貯、定時(shí)打印，可對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)布［3］。

　　結(jié)束本文闡述了油田集輸系統(tǒng)中PLC與現(xiàn)場(chǎng)儀表通訊實(shí)現(xiàn)過(guò)程，程序流程解決了與各種儀表通訊的問(wèn)題，并且已經(jīng)應(yīng)用在石油企業(yè)中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，在系統(tǒng)遠(yuǎn)距離傳送過(guò)程中，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤，將原有設(shè)備的數(shù)據(jù)，可靠的傳送到上位機(jī)，并進(jìn)入管理局網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控和管理。為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。