Modbus通讯协议在原油输送系统中的应用

在石油的开采、储运等生产过程中，尤其是成品油储运过程的动态监测是生产管理的重要工作内容，也是保证油田正常、安全、经济运行的重要手段，在西方发达国家自动化数据采集与控制(SCADA)已经成为生产的配套设施。

动态监测的主要内容包括管道及油井的泄漏监测、压力超高保护、温度异常、含水超标等。油田被称为“没有围墙的工厂”，油井、集输站、联合站星罗棋布，偏远分散，而石油的整个生产流程又通过管道连接起来，成为一个压力系统，可谓牵一发而动全身，特别是管道及油井的泄漏事故时有发生，给油田单位造成巨大的经济损失和环境污染。因此，实现油田生产系统的动态监测，对于及时发现泄漏等故障、优化生产运行参数、减少盗油犯罪案件的发生、提高油田的现代化管理水平等具有重要的意义。

一、油田数据采集系统的需求：

为实现油田生产的监控，生产调度中心需要实时得到各泵站的压力、温度、流量等数据，从而进行数据分析，得到生产能耗指标情况和生产运行状况，如对于长距离输油管道，就更加需要实时得到管道进出口的压力数据，并由泄漏监测报警系统软件进行管道油品泄漏报警和泄漏点的定位。数据采集系统主要包括数据采集与通信两个方面的内容：

1. 串口仪表设备在数据采集系统中应用广泛

在基于计算机的数据采集系统中，通过RS485总线方式连接计算机串口是相当流行的数据采集方式，串口输出的仪表设备得到了广泛的应用。很多时候，自动化工程师会遇到PC机中的插槽数量超过了实际能够有的数量，使用串行接口来连接测量与自动化设备，摆脱了对计算机内部ISA或PCI插槽的额外硬件要求。

RS-485总线是用一对简单的双绞线构成分布式系统，通过RS485-RS232转换即可连入计算机，实现多点、双向通信和数据采集，设备简单，价格低廉，它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其它标准无法比拟的。正因如此，RS-485总线系统在工业数据采集与控制、仪器仪表、汽车电子、电信设备等领域得到广泛应用。

2. 以太网/互联网已成为油田及管道数据传输的主要途径

近年来，Internet在全世界范围内发展迅猛，作为Internet的核心技术TCP/IP也越来越被大家所熟悉，基于TCP/IP的 WWW浏览、FTP、E-Mail和Telnet等技术在各个领域得到较广泛的应用，各种基于TCP/IP技术的计算机网络技术也不断涌现，且具有很好的应用前景。TCP/IP协议作为计算机网络体系的核心协议，对网络通信中从硬件故障、网络拥塞、分组延迟或丢失、数据损坏、数据重复和失序等影响通信的问题都有相应的解决和纠正办法，很好地保证了数据包的完整和可靠收发。

在这种趋势下，以TCP/IP和以太网为代表，成熟度较高的开放式网络技术，正逐渐地被应用在各个自动化系统内，连接并控管所有的设备。就以长庆油田来说，目前油田已初步建成了连通各集输泵站的巨大的局域网，成为油田数据传输的主要途径。

在这种背景下，如何构建经济、可靠的数据采集系统，保证油田生产的安全、经济地运行，是摆在油田管理人员面前的一个问题。而深圳市天地华杰科技有限公司的串口通信技术与产品给油田数据采集系统提供了良好的选择。

二、串口联网服务器【RS232/485/422转TCP/IP】的应用特点：

深圳市天地华杰科技有限公司自主研发和生产的串口设备(TD-2000R)串口联网服务器 ，正是这种〝立即联网〞的串口服务器设备及解决方案，完全能够满足其工业生产的需求，TD-2000R(串口服务器)是一款外挂式的串口联网服务器。能够使RS232串口设备到以太网TCP/IP协议的双向转换、透明传输的串口服务器。TD-2000R可采用三种工作模式：1. TCP服务器方式。2. TCP客户端方式。3. 自动方式。向上提供10M的网络连接，向下提供一个RS232串口，参数可通过浏览器设置。TD-2000R支持点到点，点到多点的连接。它变传统的串口通讯为网络通讯，实现串口设备的快速联网，同时采用透明传输的方式，使用户在不用知道复杂的TCP/IP协议下，不用更改程序的条件下，即可实现原有工业串口设备的网络连接，节省您宝贵的时间和已有投资。

>>产品特性：

1. 金属屏蔽外客，适用外挂式/导跪式安装。

2. 支持RS-485/422通讯接口

3. 支持服务器和客户端模式

4. 支持网口在线配置和串口配置,即插即用 ，内置WEB服务器，支持Java

5. 支持全透明双向数据传输、断线检测

6. 支持通用软件下使用

7. 支持无需修改原有应用软件就可在网络环境下使用

8. 支持虚拟256个串口

9. 可靠性高，价格低廉

10. 支持跨越网关，支持广域网应用

11. 支持RS-485/422端连接32个接点

12. 支持点到点,点到多点的连接

13. 支持广播或组播方式

>>技术参数：

◆ 设备接口：10Base-T, RS-485/422(五位接线端子) ,TTL

◆ 串行接口：1个串行口,DB9针,DTE接口,RS-422/485电平

◆ 支持协议：TCP/UDP/IP/ICMP, Ethernet, ARP ,SNMP,DHCP,TFTP

◆ 协议兼容：以太网V2.0/IEEE 802.3,Token Ring:IEEE 802.2 LLC

◆ 串口速率：300bps – 115200bps

◆ 数据字长：7或8位

◆ 停 止 位：1至2位

◆ 奇偶校验：奇,偶,无

◆ 流量控制：软件:XON/XOFF,硬件:CTS/RTS,无流控

◆ LED指示：电源,串口数据收发,以太网LINK状态,以太网口数据收发

◆ 设备电源：DC 5V - 20V

◆ 使用环境：-40℃ to +80℃

◆ 设备尺寸：92X64X24mm(高级铝合金屏蔽外壳)

◆ 质量保证：三年

>>应用领域：

考勤，门禁，停车场，一卡通系统 、 医疗系统 、工业/工厂自动化系统 、电信通讯系统、银行、保险系统 、远程分散式设备控制 、智能自动报警及消防联动系统 、楼宇自动控制系统 、大型零售系统 、网络家电等。