Page 41 - 网络电信2021年11月刊上

基于 ADAM 模块的光纤远程测控系统解决方案

卓红艳 袁欢 刘忠
中国工程物理研究院应用电子学研究所系统工程研究室
摘要：为实现远程计算机对现场气流循环装
置的传感器数据采集、电磁阀的开关控制以及变
频器的开关控制和频率调节功能，介绍一种基于
ADAM4000 系列模块构建的远程控制系统。分
析国内外研究现状，给出 ADAM 模块化分布式
测控系统的解决方案和硬件选型配置，详细阐述
通信、数据采集、阀门控制和数据处理集中显示
监测 4 大功能的具体工程实现。运行结果表明：
该系统运行稳定，抗干扰能力较强，能为较分散
工业现场的多点数据采集与设备控制提供一种
可行的解决方案。
关键词：分散控制；光纤通信；ADAM 模块
远程测控；

某高功率微波(high-powermicrowave，HPM)系统在气流 式、信号类型多样的数采系统，成本较高。对变化较慢的信号
循环装置中有热电偶、流量计和压力传感器，分别测量气体温 采集以及时序控制要求在毫秒量级的数采系统，采用ADAM-4000
度、流量和气压。HPM系统有进气和出气2个电磁阀控制气流进 系列的模块，是一种合适的远程分布的小型装置低成本、高可
出，还有一路变频器通过调节频率，拖动风机转动，产生不同 靠的解决方案。
流速的气流。同时，由于HPM系统工作时会产生微波、高压放
电、X射线、电子束强引导磁场等构成复杂的强电磁环境，对于 二、硬件解决方案
现场测控系统中各类电子设备会产生较强的干扰，影响系统的 根据实际需求，笔者提出了一种基于ADAM模块化分布式测
稳定性甚至安全性，所以在实现功能要求的同时，对整个测控 控系统的解决方案。ADAM模块俗称亚当模块，是研华公司生产
系统现场采集控制设计具有较高抗电磁干扰要求。基于此，笔 的传感器到计算机的智能接口模块系列产品。该方案基于ADAM-
者建立气流循环装置的分布式测控系统，实现远程计算机对现 4000系列远程DA&C系列，由于其具备抗高低温、抗噪和抗突波
场气流循环装置的传感器数据采集(热电偶、流量计和压力传感 的功能，已经被广泛应用于各种工业现场，具有低成本、可靠
器)、电磁阀开关控制以及变频器开关控制和频率调节功能。 性高和抗干扰能力强等优点。
ADAM每一模块均包含有内建的单片机系统，因而可挂接在
[1]
一、国内外研究现状 RS-485总线上，接受由主计算机送来的ASCII格式的控制命令 。
目前，国内外最常用的几种基于分布式的现场数据采集 RS-485通信结构是一种半双工网络，在同一时刻，RS-485只能发
传输的解决方案，采用嵌入式的数据采集板卡，如NI的PXI总 送或者接收数据，其数据的发送和接收是通过RE和DE引脚控制，
线的数采系统、cRIO的数采系统、基于PLC、PCC的嵌入式数采 通信距离最长可达1219m，最大传输速率为10Mbit/s。该方案采
[2]
单元，尤其是NI的基于cRIO的数采系统创新性地采用集成FPGA 用主从机通信模式，即总线可接多个终端节点 ，主节点需要通
机箱，使系统具备高速并行的运算处理能力，时序控制可以达 过RS485总线与各类传感器进行数据交互，对采集点和控制点较
到微秒量级。这些数采系统板卡、组件费用高，集成一套分布 为分散，对温度、流量、压力等变化较缓的传感器实现远程数据
采集控制是合适的。总体设计如图1所示。
图 1 总体设计
三、ADAM硬件配置选型及工程实现
ADAM-4000系列提供2类产品：通信模块和I/O模块。通信模
块提供各种接口，包括以太网、串行、光纤和无线端口等；I/O
模块在主机PC与现场信号之间提供完整的信号调理和通信解决
[3]
方案，如模拟量I/O、数字量I/O和计数器等 。方案实现的硬
件选型配置如表1。
从图1可以看出：系统主要有通信、数据采集、阀门控制和

网络电信 二零二一年十一月 61