基于RS485總線的監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計

摘要： PID 調(diào)節(jié)儀表與傳感器配合使用， 可以實現(xiàn)對鋼制品生產(chǎn)線上罩式爐溫度的測量與顯示。通過相應(yīng)的執(zhí)行器， 可以實現(xiàn)對相關(guān)罩式爐設(shè)備的PID 調(diào)節(jié)和控制、報警控制、數(shù)據(jù)采集和記錄。然而對于具備多條生產(chǎn)線， 而每條生產(chǎn)線使用多個PID調(diào)節(jié)儀表的現(xiàn)場環(huán)境而言， 依次對每個儀表進行操作并不方便。采用Borland C ++ Builder 6設(shè)計了PID 調(diào)節(jié)儀表的在線集中監(jiān)控系統(tǒng)。，利用Borland C ++ Bu ilder 6功能強大的圖形化控制界面， 及SPComm控件在串行口下編程， 通過USB轉(zhuǎn)RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換器， 很好地實現(xiàn)了對生產(chǎn)線上各個分區(qū)儀表的實時監(jiān)測與遠程控制。

1 引言

在鋼制品生產(chǎn)企業(yè)， 對于擁有多條生產(chǎn)線， 同時每條生產(chǎn)線配備多個PID 調(diào)節(jié)儀表的現(xiàn)場環(huán)境， 如果依次對每個儀表進行操作， 將會使得儀表的參數(shù)設(shè)計及罩式爐設(shè)備的溫度監(jiān)測變得比較復(fù)雜， 不僅影響了儀表調(diào)節(jié)的效率， 也影響了儀表調(diào)節(jié)的實時性。

為了有效地實現(xiàn)對生產(chǎn)線上各個分區(qū)儀表數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測及遠程控制， 采用Borland C ++ Bu ilder6, 通過USB轉(zhuǎn)RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換器， 設(shè)計了PID 調(diào)節(jié)儀表在線集中監(jiān)控系統(tǒng)。主要包括： 鋼制品生產(chǎn)線上罩式爐設(shè)備的溫度監(jiān)測系統(tǒng)， 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)， 以及PID 調(diào)節(jié)儀表的讀寫數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

2 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)采用RS485總線結(jié)構(gòu)， 通過U SB 轉(zhuǎn)RS485協(xié)議轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)上位機與PID 調(diào)節(jié)儀表的網(wǎng)絡(luò)通信。RS485總線的特點是實施簡單方便， 通過RS- 485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)， 其允許最多并聯(lián)32臺驅(qū)動器和32臺接收器， 完全可以滿足生產(chǎn)現(xiàn)場配備多個PID調(diào)節(jié)儀表的組網(wǎng)需要。

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

3 監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

3. 1 自整定專家PID調(diào)節(jié)儀表

自整定專家PID 調(diào)節(jié)儀表具備100 ~ 240VAC寬范圍輸入的開關(guān)電源， 輸入采用數(shù)字校正及自校準(zhǔn)技術(shù)， 測量精確穩(wěn)定， 消除溫漂和時漂引起的測量誤差。儀表全面采用表面貼裝工藝， 并采用多重保護和隔離設(shè)計， 抗干擾能力強、可靠性好。

儀表采用先進的專家PID 智能調(diào)節(jié)算法， 控制精確穩(wěn)定， 無超調(diào)， 具備高精度的自整定（ AT ）功能。

儀表輸出采用模塊化硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計， 可通過更換不同的功能模塊實現(xiàn)多種控制方式。PID控制輸出可選擇4mA ~ 20mA電流、（ 1V ~ 5V電壓）、SSR驅(qū)動、單相/三相SCR過零觸發(fā)和單相SCR移相觸發(fā)等多種方式， 另有兩路報警輸出功能， 還可選配變送輸出， 或標(biāo)準(zhǔn)通訊接口（ RS485或RS232）。

儀表具有多類型輸入功能， 一臺儀表可以配接不同的輸入信號（熱電偶/熱電阻/線性電壓/線性電流/線性電阻）， 大大減少了備表的數(shù)量。其適用范圍非常廣泛， 可與各類傳感器、變送器配合使用， 實現(xiàn)對溫度、壓力、液位、容量、力等物理量的測量和顯示，并配合各種執(zhí)行器對電加熱設(shè)備和電磁、電動閥門進行PID 調(diào)節(jié)和控制、報警控制、數(shù)據(jù)采集和記錄。