石油化工中，為了保證較高的可靠性和安全性，大量使用的是DCS集散控制系統。與FCS現場(chǎng)總線(xiàn)的“現場(chǎng)采集，轉換為數字信號來(lái)集中傳輸”不同，DCS系統為了避免由于線(xiàn)纜斷裂或者節點(diǎn)問(wèn)題導致整個(gè)控制系統失靈，采用“分散傳輸，集中采集”的方式，即每個(gè)傳感器通過(guò)4-20mA的模擬量通過(guò)線(xiàn)纜直接傳輸到控制中心的采集卡，這樣即使有某個(gè)傳感器出問(wèn)題，不會(huì )影響其他傳感器和控制器的運行。

    如圖所示，為一個(gè)DCS系統的組態(tài)畫(huà)面，每個(gè)閥門(mén)和傳感器，都是通過(guò)單獨的線(xiàn)纜與控制中心的主機聯(lián)系。

圖1 DCS集散控制系統

    但DCS系統在后期的升級改造中的工作量要遠大于FCS現場(chǎng)總線(xiàn)，比如某個(gè)精餾塔的幾個(gè)傳感器線(xiàn)纜由于老化斷了，那么它們的控制線(xiàn)路就要重新敷設，甚至要挖地來(lái)埋管。不但影響正常的生產(chǎn)，還增加了許多開(kāi)支。為了給客戶(hù)“極致的用戶(hù)體驗”，設計出一套基于工控板和數據采集模塊的“無(wú)線(xiàn)無(wú)縫傳輸4~20mA”的方案。讓客戶(hù)接上就能用，無(wú)需勞師動(dòng)眾，挖地三尺。

圖2 DSC系統模擬量無(wú)線(xiàn)遠傳方案

    本方案即通過(guò)以太網(wǎng)數據采集模塊，將傳感器的4-20mA信號采集，然后通過(guò)帶定向天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)路由器進(jìn)行遠距離無(wú)線(xiàn)傳輸。在DCS系統主控側的EPC-9100通過(guò)以太網(wǎng)口也與一臺帶定向天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)路由器連接，這兩臺無(wú)線(xiàn)路由器通過(guò)AP橋接的方式實(shí)現數據互聯(lián)。

    通過(guò)Modbus/TCP的協(xié)議，EPC-9100可以取得以太網(wǎng)采集模塊的4-20mA的數字信號，然后通過(guò)RS485總線(xiàn)控制RSM-4404模擬量輸出模塊，將4-20mA數字信號還原為模擬量輸出給DCS系統主控。

圖3 NDAM數據采集模塊系列

    NDAM的模塊分為通訊模塊和采集模塊兩大類(lèi)。通訊模塊可選以太網(wǎng)、CAN-bus或RS-485/422/232等通訊方式。1個(gè)通訊模塊最多可與8個(gè)采集模塊組合，組合之后成為一個(gè)分布式采集終端。下圖所示的就是1個(gè)以太網(wǎng)通訊模塊與4個(gè)采集模塊組合。

    NDAM是全新一代基于網(wǎng)絡(luò )通訊的刀片式數據采集控制系統。采用積木化結構，簡(jiǎn)單、靈活，通訊模塊和各種數據采集控制模塊自由組合，應對各種現場(chǎng)應用。

2.RSM數據采集模塊系列

圖4 RSM數據采集模塊系列

    RSM數據采集模塊在單個(gè)設備中集成了I/O、數據采集和隔離的RS-485總線(xiàn)接口。支持Modbus協(xié)議和自定義ASCII協(xié)議，可通過(guò)配置軟件自由選擇。具有豐富的產(chǎn)品型號（包括工業(yè)場(chǎng)合常用的AI、AO、DI、DO、計數/頻率測量等信號類(lèi)型），為用戶(hù)在主控設備和現場(chǎng)信號之間提供完整的數據采集和通訊解決方案。

3.EPC-9100嵌入式工控主板

    EPC-9100采用工業(yè)級ARM Cortex-A8處理器，800MHz主頻，支持WinCE與Linux系統， 集成CPU、DDR2、NANDFLASH，產(chǎn)品功能接口如圖5所示。

圖5 EPC-9100工控主板功能接口