基于泓格I-7188的分布式塑膠機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
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2.3 現(xiàn)地控制單元I-87K4的配置
2.3.1 I-87K4的特性
* COM2為RS-485，最大115.2K bps，且與16C550兼容，16字節(jié)FIFO
* 可直接驅(qū)動(dòng)256個(gè)I-7000模塊
* 最大距離4000英尺(1.2Km)
* 隔離電壓2500VDC
* 輸入/輸出擴(kuò)展槽支持串行輸入/輸出模塊
2.3.2 擴(kuò)展I/O模塊
* 數(shù)據(jù)采集模塊：I-87017。主要用于：
1）實(shí)時(shí)采集三個(gè)電機(jī)處導(dǎo)線的力矩變送器的輸出張力信號(hào)，用以控制確定各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速使之相互協(xié)同工作，使電線的張力達(dá)到平衡；（需三路）
2）實(shí)時(shí)采集塑膠機(jī)擠制塑料后冷卻水的溫度，以使冷卻水的溫度達(dá)到恒定；（三路）
其特性為：模擬輸入通道數(shù)為8、分辨率為16bit、輸入類型采用差分、輸入范圍為±10V、采樣方式為6通道掃描模式。
* 模擬輸出模塊：I-87024。為了使?fàn)恳姍C(jī)、放線電機(jī)以及張力電機(jī)平穩(wěn)起停、保護(hù)控制系統(tǒng)，采用了變頻調(diào)速技術(shù)對(duì)這三臺(tái)電機(jī)進(jìn)行控制，利用I-87024的模擬輸出信號(hào)，給變頻器提供0～10V的控制信號(hào)，使變頻器的輸出信號(hào)變?yōu)?～50Hz達(dá)到變速的目的。由于I-87024采用了光隔離方式，從而保護(hù)了控制系統(tǒng)，避免了電機(jī)的反電勢容易使控制系統(tǒng)尤其是I-8000當(dāng)機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。
* 數(shù)字量輸入/輸出模塊：I-87054。主要是為了實(shí)時(shí)控制電機(jī)的起停以及監(jiān)測某些連接器、斷路器、吸合器的開關(guān)狀態(tài)，便于系統(tǒng)自檢和系統(tǒng)故障診斷。其數(shù)字量輸出信號(hào)通過繼電器組二次放大后啟動(dòng)三相大功率繼電器，用以控制牽引、放線、張力三相交流異步電機(jī)的電源的開關(guān)，達(dá)到控制電機(jī)的目的。
* 定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊：I-87082，為了實(shí)時(shí)反饋電線的長度，便于生產(chǎn)計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)，在牽引輪上的上方安裝有一計(jì)米器，導(dǎo)線在上滑動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)計(jì)米器轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)米器每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，便發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)，I-87082便采集此時(shí)的脈沖數(shù)，脈沖數(shù)與計(jì)米器的周長的乘積便是電線的長度。
每個(gè)現(xiàn)地單元控制器I－87K4通過編碼開關(guān)設(shè)置唯一的ID號(hào)，與I－7188的通信波特率采用19200bps的通訊速率（太高會(huì)導(dǎo)致通信不穩(wěn)定）,誤碼低于10E-6（接收電平-110dBm時(shí)），將工業(yè)現(xiàn)場分散的點(diǎn)信號(hào)傳輸?shù)絀－7188乃至班組工藝控制服務(wù)器上，同時(shí)也可由工藝控制服務(wù)器控制遠(yuǎn)程各點(diǎn)。I－7188具有獨(dú)特的雙看門狗安全設(shè)計(jì)，即軟件看門狗和硬件看門狗組成，當(dāng)模塊萬一當(dāng)機(jī)時(shí)，可瞬間重新開機(jī)，且和每個(gè)I/O模塊有軟件看門狗互鎖，萬一I－87K4當(dāng)機(jī)，所有的輸出模塊就進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求，RS－485通訊網(wǎng)路如因故障或斷線，主控計(jì)算機(jī)和模塊間將無法互鎖或無法通訊時(shí)，也會(huì)啟動(dòng)軟件看門狗。I－7188以及I－8000模塊的硬/軟件看門狗的設(shè)計(jì)非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。這是泓格公司產(chǎn)品與其他公司類似產(chǎn)品不同之處，而正因?yàn)檫@一獨(dú)特的性能，便可僅用一組雙絞線即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速和長距離的發(fā)送和接收，各節(jié)點(diǎn)并行連接，模塊與模塊、模塊與網(wǎng)絡(luò)之間相互獨(dú)立，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)分為SCADA軟件與Web程序，整個(gè)系統(tǒng)中較為復(fù)雜的部分就是控制、通信模塊I-7188的程序編寫部分，因?yàn)镮-7188模塊負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)其它所有I-87K4系列模塊的正常工作，以及與控制中心通訊，工作負(fù)荷比較大，所以必須考慮周到，反復(fù)調(diào)試，才能獲得較為滿意的結(jié)果。SCADA主要是I-7188現(xiàn)地單元控制模塊的控制程序，采用TC2.0編寫，調(diào)用了I-8000相應(yīng)的庫函數(shù)，主要有初始化模塊、定時(shí)采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、邏輯輸出模塊（電機(jī)順序控制）等，共分為：系統(tǒng)配置階段、測試執(zhí)行階段（完成當(dāng)前測試任務(wù)的數(shù)據(jù)采集工作）、數(shù)據(jù)處理階段以及數(shù)據(jù)輸出階段。主程序首先初始化系統(tǒng)，包括對(duì)各串口的初始化及系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的初始化，并安裝用戶時(shí)鐘中斷。然后便是功能模塊的運(yùn)行，主要完成各個(gè)工作節(jié)拍之間的協(xié)調(diào)問題，上位機(jī)主要是Windows2000與I-7188EAD之間的通信程序。這一部分我們采用了組態(tài)軟件MSCG完成，并利用了泓格公司提供的I-7188的OPC服務(wù)器，進(jìn)一步簡化了編程工作，主要的程序框圖見圖2所示。
4 應(yīng)用體會(huì)
目前該系統(tǒng)完成了六臺(tái)塑膠機(jī)的監(jiān)控以及上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控一線設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自2002年正式投入運(yùn)行以來，一直運(yùn)行良好，現(xiàn)我們正在進(jìn)行3臺(tái)小型成纜機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控的過程與塑膠機(jī)相似，同樣采用I-7188EAD與I-8000配合使用，由于繼電器控制點(diǎn)數(shù)較多，還要外掛一些I-7000模塊，這對(duì)于I-7188而言，完全能勝任。
由于I-7188與I-8000系列模塊采用RS-485方式通訊，可遠(yuǎn)距離通信，系統(tǒng)所有模塊只需用一條通訊線即可聯(lián)結(jié)，具有強(qiáng)抗干擾和雙看門狗設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)。而且主機(jī)與I-7188使用TCP網(wǎng)絡(luò)連接，使設(shè)備的互換性好，維護(hù)人員的工作難度和工作量也很小，減少了設(shè)備的投資成本，同時(shí)，滿足了使用單位生產(chǎn)工藝要求和高性能價(jià)格比的原則,也使工廠的自動(dòng)化控制和管理水平上了一個(gè)新臺(tái)階。
總之，使用泓格公司的遠(yuǎn)程I/O模塊，不僅給開發(fā)人員以科技享受，更能給使用者帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益，這便是泓格科技給其用戶最大的回報(bào)！
參考文獻(xiàn):
[1].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.
評(píng)論