NDAM分布式数据采集控制系统在远程计量中的应用
使用ZModbusSdk操作NDAM模块-NDAM系列数据采集模块
使用 ZModbusSdk 操作 NDAM 模块
NDAM 系列数据采集模块
销售与服务网络（一）
广州周立功单片机发展有限公司
地址：广州市天河北路 689 号光大银行大厦 12 楼 F4 邮编：510630 电话：(020)38730916 38730917 38730972 38730976 38730977 传真：(020)38730925 网址：
3.1
建立连接................................................................................................................... 3
3.1.1 TCP 连接 .............................................................................................................. 3 3.1.2 串口连接............................................................................................................... 3
2.2
ZmodbusSdk 简介 .................................................................................................... 2
3. ZmodbusSdk 函数列表..........................................................................................3
电能量数据在电能计量装置运行状态远程监控中的应用
电能量数据在电能计量装置运行状态远程监控中的应用作者：龚莉莉罗锡铭范祖明来源：《今日自动化》2021年第10期[摘要]利用查询计量自动化终端（简称“计量终端”）上传到计量自动化系统（简称“计量系统”）的电压、电流等数据，基于预先设置的数据范围值导出表格并在数据中进行筛选和升降序，初步筛选出符合异常条件查询的数据，再结合计量系统电压、电流的15min、日、月曲线等相关信息，分析和判断电能计量装置运行异常的类型和时间，及时通知相关班组处理，减少计量装置异常导致的少计电量情况，杜绝安全事故，有效监控计量装置的运行状况，确保供用电双方的交易公平、公正。
[关键词]电能量数据;远程监控;计量装置;运行状态[中图分类号]TM933.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02Application of Electric Energy Data in Remote Monitoring ofOperation State of Electric Energy Metering DeviceGong Li-li，Luo Xi-ming，Fan Zu-ming[Abstract]Query the voltage， current and other data uploaded by the metering automation terminal （hereinafter referred to as the "metering terminal"） to the metering automation system （hereinafter referred to as the "metering system"）， export the table based on the preset data range value， screen and increase and decrease the sequence in the data， initially screen the data that meet the abnormal conditions， and then combine the voltage， current and other data of the metering system 15 minute， daily and monthly curves of current， analyze and judge the type and time of abnormal operation of electric energy metering device， timely notify relevant teams for treatment，reduce the under metering caused by abnormal metering device， eliminate safety accidents，effectively monitor the operation of metering device， and ensure the fairness and fairness of transactions between power suppliers and consumers.[Keywords]electric energy data; remote monitoring; metering device; running state随着计量系统在远程抄表、线损分析、远程校验等方面的广泛应用，营销人员到现场抄表、检查、校验等工作次数随之减少，计量装置运行状况无法掌握，等发现計量装置运行异常时已经拖了很长时间，少计电量已累积很大，造成追收难度大，同时也增加了供用电双方的矛盾。
数据采集与监控(SCADA)开发及应用方案(一)
数据采集与监控（SCADA）开发及应用方案1. 实施背景随着工业4.0和中国制造2025的推进，传统的制造业正在经历一场由信息技术驱动的重大变革。
其中，数据采集与监控（SCADA）系统成为了实现产业自动化和智能化的重要工具。
本方案旨在从产业结构改革的角度，探讨SCADA系统的开发和应用。
2. 工作原理SCADA系统是基于计算机技术、网络通信技术及自动化控制技术的一套控制系统。
其工作原理是通过对现场数据进行实时采集、传输、存储和分析，实现对设备运行状态的监控和管理。
3. 实施计划步骤（1）需求分析：明确系统的需求，包括需要监控的设备、需要采集的数据、需要优化的工艺流程等。
（2）系统设计：根据需求分析结果，设计系统的架构、功能和界面。
（3）系统开发：依据设计文档，开发SCADA系统。
（4）系统测试：对开发完成的系统进行严格的测试，包括功能测试、性能测试及安全测试等。
（5）系统部署：将SCADA系统部署到现场，与设备连接，进行系统调试。
（6）运行维护：对系统进行日常的运行维护和升级。
4. 适用范围本方案适用于各种制造业领域，如石油、化工、钢铁、电力等。
通过SCADA系统的实施，企业可以实现生产过程的自动化、信息化和智能化，提高生产效率，降低运营成本。
5. 创新要点（1）采用云计算技术，实现数据的高效存储和计算。
（2）利用大数据分析技术，对生产数据进行深度挖掘，为决策提供数据支持。
（3）引入物联网技术，实现设备的远程监控和管理。
（4）采用人工智能技术，实现系统的智能预警和自动控制。
6. 预期效果通过SCADA系统的实施，企业可以预期达到以下效果：（1）提高生产效率：通过自动化控制和实时监控，可以提高设备的运行效率和产品质量。
（2）降低运营成本：通过对能源、物料等资源的优化管理，可以降低企业的运营成本。
（3）增强安全性：通过实时监控和预警，可以及时发现和处理设备故障和安全隐患，保障企业生产的安全性。
（4）提高决策效率：通过大数据分析和人工智能技术，企业可以更快地做出决策，提高决策效率。
NDAM-4017数据手册
NDAM 系列模块不支持热插拔，请不要带电拆装模块!NDAM-4017——————————————概述 NDAM 是全新一代基于网络通讯的刀片式数据采集控制系统。
采用积木化结构，简单、灵活，通讯模块和各种数据采集控制模块自由组合，应对各种现场应用。
可以通过以太网、RS-485/RS-422/RS-232或CAN-bus 等通讯方式组建网络。
NDAM-4017是模拟量输入模块，可以同时采集6路差分信号和2路单端信号，采样精度高达16位。
适用于采集工业现场的各种电压和电流信号。
例如来自各种传感器、变送器的信号都可以通过它来采集。
NDAM-4017采用电气隔离技术和看门狗技术，有效保障设备安全可靠运行。
——————————————产品特性 ◆ 32位ARM 处理器； ◆ 嵌入式实时操作系统； ◆ 输入通道数：6路差分输入，2路单端输入； ◆ 输入信号范围：±10V 、±5V 、±2.5V 、 ±500mV 、±150mV ； ◆ AD 转换分辨率：16位；◆ 采样速率：10次/秒（全通道）； ◆ 隔离耐压：1000 V DC ； ◆ ESD 保护； ◆ 支持远程升级；◆ 工作温度范围：-20℃～+85℃；◆ 工业级塑料外壳，标准DIN 导轨安装。
————————————产品应用 工业现场控制远程监控与数据采集 电力通讯 仓储与监控 电子产品制造 食品和饮料行业 包装和物料转移 安防产品—————————————订购信息————————————————————————————————典型应用修订历史目录1. NDAM分布式数据采集控制系统简介 (1)2. NDAM-4017模拟量输入模块 (3)2.1 功能简介 (3)2.1.1 光电隔离 (3)2.1.2 电源隔离 (3)2.1.3 嵌入式实时操作系统和看门狗 (3)2.1.4 高速采集 (4)2.1.5 可变增益 (4)2.2 技术指标 (4)2.2.1 模拟量输入 (4)2.2.2 系统参数 (4)2.3 原理框图 (5)2.4 端子信息 (6)2.4.1 端子排列 (6)2.4.2 端子描述 (6)2.5 电气参数 (7)2.6 机械规格 (8)2.6.1 机械尺寸 (8)2.6.2 安装方法 (8)3. 免责声明 (10)1. NDAM分布式数据采集控制系统简介NDAM是全新一代基于网络通讯的刀片式数据采集控制系统。
SCADA-数据采集与监视控制系统
SCADA-数据采集与监视控制系统SCADA系统（Supervisory Control and Data Acquisition）是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统。
它是由许多硬件和软件组成的综合性系统，广泛应用于能源、化工、交通、水务、制造业等行业中，用于实时监视和控制远程设备和过程。
1.硬件：包括传感器、控制器、通信设备等。
传感器用于收集各种数据，比如温度、压力、流量等。
控制器用于控制和执行各种操作，比如开关、阀门、电机等。
通信设备用于数据传输和远程访问。
2.软件：包括数据采集、数据处理、数据存储和数据展示等功能。
数据采集软件用于实时收集数据，并将其传输到中央处理单元。
数据处理软件用于对数据进行处理和分析，比如计算平均值、最大值、最小值等。
数据存储软件用于将数据保存在数据库中，以便后续查询和分析。
数据展示软件用于将数据以图形、报表等形式展示给操作员。
3.人机界面：主要包括监视和控制台。
监视台用于显示实时数据和趋势图，以便操作员进行监视和分析。
控制台用于操作设备和过程，比如打开或关闭设备，调整设备参数等。
SCADA系统的主要优点是提高了生产效率和安全性。
通过实时监视和控制远程设备和过程，可以及时发现和解决问题，减少了停机时间和生产成本。
同时，SCADA系统可以提供报警和预警功能，帮助操作员快速响应异常情况，避免事故的发生。
此外1.可扩展性：SCADA系统可以根据实际需要添加或删除设备和过程，以适应不同的生产环境。
2.可靠性和稳定性：SCADA系统采用冗余设计和故障恢复机制，确保系统的可靠性和稳定性。
3.安全性：SCADA系统采用各种安全措施，比如访问权限管理、防火墙等，保护系统免受非法访问和攻击。
总之，SCADA系统是一种用于数据采集和监视控制的自动化系统，广泛应用于各个行业中。
它通过实时收集和传输数据，并提供实时的监视和控制功能，帮助操作员快速响应异常情况，提高生产效率和安全性。
SCADA系统简介
SCADA系统是一个概念顾名思义它是：分布式的数据采集监控系统，它的由来和应用主要是用于数据采集，如电力的监控系统、输油管线的监控系统，它的特点是控制点分散，一个系统可能覆盖方圆数千功能，如北美的油气管道监控系统通信结构复杂，不是一般控制系统所能比拟的［从光纤到无线甚至卫星通讯］。
它的基本单元的RTU。
SCADA的重点是在监视、控制，可以实现部分逻辑功能，基本用于上位记住这不是某种设备的名字，可以用于组成该系统的设备很多，常用远程RTU（有PLC），关键是通信。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。
它在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的“四遥”功能.RTU（远程终端单元），FTU（馈线终端单元）是它的重要组成部分．在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用．一般来说，只要是具有系统监控功能和数据采集功能的系统都可以称之为SCADA 系统。
一般来说，该系统包括硬件系统和软件系统两个部分。
SCADA是Supervisory Control And Data Acquisi TI on的英文缩写，国内流行叫法为监控组态软件。
从字面上讲，它不是完整的控制系统，而是位于控制设备之上，侧重于管理的纯软件。
SCADA所接的控制设备通常是PLC（可编程控制器），也可以是智能表，板卡等。
SCADA控制系统硬件系统一般包括有数据采集设备及控制设备以及数据通信设备，SCADA系统一般都是通过数字量或者模拟量实现的，其典型采集及控制设备有开关量输入输出模块，模拟量采集控制模块等设备，数据通信设备一般都是基于数据通信方式而定，通信方式包括无线数据传输，现场总线传输，TCP/IP网络传输，光纤传输以及卫星通信。
计算机放在监控中心，对系统传送过来的数据进行分析整理，并且发出命令控制系统。
数据采集与监视控制软件系统具有以下几个特征：1.图形界面，以方便人们可以直观的监视整个系统，并且很方便的观看采集上来的数据。
基于远程通信的数据采集技术在市政监控中的应用
１ 系统 结构设计
１１ 设计 思路 ．
为 实 现城 市 数 字 化 管 理 技术 对城 市 市 政 设 施 进 行 无 线 远程 监 控 ， 常采 用 建 立 Ｓ Ａ Ａ系 统 的 方 式 通 Ｃ Ｄ 来 进行 数 据采 集 。 位端 需 要建 立市 政 数字 化 管理 中 上务器 中。 需 要 建 立 安全 、 良好 的 网络 环 境 ． 中间 通 过 防火 墙 和 防 毒墙将 数 据传 递 到一 台安 全 的数据 服务 器 上 ． 再通 过
图 １ 城市设 施数字化管理平台界面
Ｆｉ ｕ ｅ １ Ｉ ｔ ｒ ａ ｅ ｏ ｉ ｉ ｌ ｄ ｎ ｓ ｒ ｔ ｎ ｐ ａ ｆ ｒ ｇ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｆｄ ｇ ｔ ｍｉ ｉｔ ａ ｉ ｌ ｔｏ ｍ ｏ ｒ ａ ａ ｉ ｔ ｓ ａ ａ ｏ ｆｕ ｂ ｎ ｆ ｃ ｌ ｉ ｉｅ
用性、 稳定性 、 安全性和灵活性 ， 此外还需要考虑下位 设备 的供 电情 况 。 １ 用性 。由于上位 软 件 的前 置 机确定 ， 位监 ）通 下 控 的设施 又 多种 多样 ， 因此 所选 的设 备应 尽量 为标 准 协议 ， 且协 议 的种 类 应 尽 量少 ， 免许 多 交互 式 的协 以 议 同时运 行 给系统 造 成较 大 的内存 负担 。 ２ ）稳定 性 。 下位 设备 的数 量很 多 ， 且监 控 的数 并 据 与市 政 设施 挂 钩 ，因 此选 用 的 下位 设 备 一定 要 稳 定， 其相 关性 能必 须达 到工 业标 准 。 在温 度过 高 、 低 过 或 是外部 环境 较 为恶劣 的地 方 ， 应尽 量选 用军 工级 标 准 的设备 。 ３ ）安 全性 。在燃气 行 业监 控 和其 他对 下位 设 备 有 防爆或 防水 要求 的环境 中 ． 要选 用本 安 防爆 和防 需 水 等级 在 Ｉ６ Ｐ ７以上 的下 位设 备 。在设 备 的安 装过 程 中． 要考 虑 周 围环 境对 其产 生 的影 响 。 ４ ）灵 活性 。 位设备 较 多 ， 下 在选 取 过程 中要 考虑 到设 备安 装 、 除的灵 活性 。 拆 ５ 设 备 的供 电情 况 。数 据采 集设 备 中 的传感 器 ） 需要 较 大能 量才 能正 常工作 ． 外在 远程 通信 的过 程 另 中也要 消耗 较大 的能量 。 因此 ， 尽量 采用 市 电供 电。 当 不 能采用 市 电供 电时 ， 应选 择功 率合 适 的太 阳能供 电 系统 。
NDAM-4055用户手册
广州致远电子股份有限公司NDAM-40558通道数字量输入输出模块修订历史目录1. NDAM-4055简介 (1)1.1 主要技术指标 (2)1.1.1 数字量输入 (2)1.1.2 数字量输出 (2)1.1.3 系统参数 (2)1.2 原理框图 (3)1.3 端子信息 (4)1.3.1 端子排列 (4)1.3.2 端子描述 (4)1.4 ID地址设定 (5)1.5 信号指示灯 (6)1.6 跳线说明 (6)1.7 机械规格 (7)1.7.1 机械尺寸 (7)1.7.2 安装方法 (7)2. 数字量输入 (10)2.1 数字量输入原理 (10)2.2 数字量输入接线 (11)3. 数字量输出 (13)3.1 数字量输出原理 (13)3.2 数字量输出接线 (13)3.3 通道关闭与安全值输出 (14)4. NDAM-4055应用实例 (15)4.1 安装设备 (15)4.2 操作设备 (15)4.3 NDAM-4055固件升级 (20)4.3.1 软件方式升级 (20)4.3.2 硬件方式升级 (20)5. NDAM-4055应用注意事项 (22)6. 免责声明 (23)产品问题报告表 (24)产品返修程序 (25)1. NDAM-4055简介分布式数据采集系统在工业中应用极为广泛，是工业生产实现自动化控制的核心，为了适应市场的需要，广州致远电子有限公司开发了一系列的数据采集控制系统和数据采集板卡，为用户提供各种分布式数据采集解决方案，NDAM-4055是一款具有8通道数字量输入，8通道数字量输出的数据采集模块，广泛应用于工业现场控制、远程监控与数据采集、电力通讯、仓储与监控、电子产品制造、食品和饮料行业、包装和物料转移、安防产品等领域。
NDAM-4055数据采集模块主要用于分布式数据采集与控制系统中，作为远端I/O 模块，主要是采集工业中数字量数据，控制工业现场的继电器等开关设备，应用于远程开关设备的智能与集中控制。
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NDAM分布式数据采集控制系统在远程计量中的应用
摘要：计算机技术与通信技术的结合促进了局域网络的飞速发展，以太网连接技术正逐渐成为工业控制应用的一种趋势，本文介绍了利用以太网的优势，实现了一种以太网通讯及控制的技术，不仅在技术上打破了传统的通讯及控制方式，而且在经济上节约了客观的成本，同时也为今后的维护保养提供了便利。
关键词：ndam9000；ndam4055；网络
前言
以太网技术至今已有30年的历史，在工业自动化领域的应用也已超过了15年，是工业现场最古老的局域网技术之一。
在今天，计算机技术与通信技术的结合促进了局域网络的飞速发展，以太网连接技术正逐渐成为工业控制应用的一种趋势；ndam是全新一代基于网络通讯的刀片式数据采集控制系统。
采用积木化结构，简单、灵活，通讯模块和各种数据采集控制模块自由组合，应对各种现场应用。
可以通过以太网、rs-485/rs-422/rs-232 或can-bus 等通讯方式组建网络。
1 ndam分布式开关量控制系统
1.1 功能简介
ndam是全新一代基于网络通讯的刀片式数据采集控制系统。
采用积木化结构，简单、灵活，通讯模块和各种数据采集控制模块自由组合，应对各种现场应用。
ndam的模块分为通讯模块和采集模块两大类。
在衡器计量中我们选用ndam9000通讯模块和ndam4055数字
量输入输出模块。
ndam-9000以太网通讯模块采用以太网（tcp/ip）通讯接口，符合modbus/tcp协议规范，主要用于分布式数据采集系统中，作为通讯模块和其它数据采集模块共同组成一个基于工业以太网的工
业控制现场数据采集终端。
ndam-4055数据采集模块主要是针对数字量输入输出，它可以同时采集8路数字量输入，支持开关触点信号和电平信号，同时有8路数字量开漏输出。
所有的数字量输入输出均采用3000v光电隔离，主要用于分布式数据采集与控制系统中，作为远端i/o 模块，主要是采集工业中数字量数据，控制工业现场的继电器等开关设备，应用于远程开关设备的智能与集中控制。
1.2 原理框图
ndam-9000以太网通讯模块采用32位arm处理器，使用实时操作系统实现软件控制，具有非常快速的数据处理能力，能够实时的响应外部控制命令；硬件电路包含以太网电路、电源、cpu最小系统、通信电路、继电器报警电路等几部分。
8通道数字量输入输出模块ndam-4055采用32位arm处理器，使用实时操作系统实现软件控制，具有非常快速的数据处理能力，能够实时的响应外部数字量输入，与通讯模块进行可靠的数据通讯，采集输入数字量，准确的按照设定输出数字量，包含8路数字量隔离输入、8路数字量隔离输出、电源、cpu最小系统、通信电路等几部分，可以采集电压类型的数字量输入信号或者触点型输入信
号。
ndam-4055数字量输入端口原理：当外部输入为电平信号时，上拉电阻跳线断开，电平信号连接在ac两端；当外部为开关无源触点信号时，内部上拉电阻短跳线接通，开关两端连接在cd两端，信号在模块的内部经过了光电隔离，反相。
当输入为电平信号时，输入的的电压大于3.5v小于30v时，光耦导通，a点输出低电平经过反相为高电平，输入到模块内核，模块即认为是输入高电平（逻辑状态为1），当输入的的电压大于0v小于1v时，光耦截止，光耦4脚输出高电平经过反相为低电平，输入到模块内核，模块即认为是输入低电平（逻辑状态为0）。
当模块接开关触点信号时，当开关闭合，光耦输入端，一端上拉到vcc，另外一端接地，光耦导通，光耦4脚输出低电平经过反相变成高电平输入到模块，模块即认为输入信号为1；同理，当开关断开时，模块认为输入的信号为0。
2 在远程计量中的应用
通过ndam-9000和ndam-4055模块进行连接，可以将开关量转换成以太网信号，达到以太网对开关量控制器的各种控制，例如在辊道秤自动称重程序中检测开关量的通断，数据采集完成后发送信号给plc表示已经称完了可以开走了，实现了开关量信号以太网检测和控制。
3 故障诊断与处理
3.1 ndam-4055无法与ndam-9000模块通讯上，可以观察
ndam-4055上的指示灯闪烁情况来判断其工作状态，power：红色指
示灯。
此灯点亮表示ndam-4055 供电正常；state：绿色指示灯。
此灯缓慢闪烁表示ndam-4055 工作正常，但是还未连接主站，此灯快速闪烁表示ndam-4055 已和主站建立通讯连接。
error：红色指示灯。
此灯常亮表示ndam-4055 运行出现错误，如果此灯闪烁表示模块进入升级模式。
如果是power指示灯不是显示的红色，说明供电不正常，我们就要检查导轨端子是否插紧，因为ndam-4055模块是通过导轨端子由ndam-9000来供电的，还有一种可能是
ndam-9000模块工作不正常，也可以通过ndam-9000上面的指示灯来判断ndam-9000模块是否工作正常，power：红色指示灯。
此灯点亮表示ndam-9000供电正常。
state：绿色指示灯。
此灯闪烁表示ndam-9000工作正常。
error：红色指示灯。
此灯点亮表示ndam-9000运行出现错误。
link：rj45的绿色指示灯。
此灯点亮表示ndam-9000网络连接正常。
如果此灯闪烁，表示网线上有数据传输。
speed：rj45的黄色指示灯。
此灯点亮表示ndam-9000连接的是100m网络，否则表示连接的是10m网络。
3.2 如果现场某个开关量信号没有送过来或是没有发出去，可以通过ndamutility测试软件进行测试，来判断是否是数字量输入输出点坏了，还是光检信号没有送过来，这样就可以快速找到原因解决问题，比原先开关量板卡方便、快捷。
4 结束语
ndam分布式开关量控制系统通过以太网实现开关量信号的控制通讯，在以太网连接技术中有非常广阔的前景，目前在轨道秤和辊
道秤远程计量应用中已经发挥了重要作用。
参考文献
[1]james f·kurose，计算机网络[m].北京：人民邮电出版社，2004.
[2]ndam-4055技术手册[z].广州致远电子有限公司，2009.
[3]ndam-9000技术手册[z].广州致远电子有限公司，2009.
作者简介：周涛（1986，6-），男，汉族，现为助理工程师，主要从事计算机软件开发及硬件维护工作。