隨著現(xiàn)代自動(dòng)化程度的發(fā)展，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)智能 儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)配料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用 RS485總線技術(shù)和組態(tài)王6.53軟件進(jìn)行在線監(jiān)控，能夠滿 足配料的計(jì)量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性要求。

1.改造背景

山東魯碧建材有限公司是一家大型冶金建材企業(yè)，其中一條 1000t/d熟料生產(chǎn)線的生料配料使用4臺(tái)型號(hào)為PTD1000的吊掛式調(diào)速 皮帶秤以及2臺(tái)型號(hào)TSG300X 1200計(jì)量粉煤灰的調(diào)速螺旋秤，共同擔(dān) 負(fù)著生料配料的任務(wù)。但近年來(lái)，由于設(shè)備技術(shù)狀況、使用環(huán)境等 因素的影響，皮帶秤計(jì)量失準(zhǔn)，工藝參數(shù)嚴(yán)重超差，極大地影響了 生料的合格率，影響了熟料的產(chǎn)品質(zhì)量。

該生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)與中控室距離有200米遠(yuǎn)，現(xiàn)場(chǎng)重量信號(hào)和速度 信號(hào)全部傳到控制室，經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算后輸出0-5V信號(hào)控制變頻器轉(zhuǎn) 速，實(shí)現(xiàn)配料。長(zhǎng)距離傳輸存在以下問(wèn)題：

（1）計(jì)算機(jī)輸出的0-5V信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸因線路電阻會(huì)引起下 降，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)變頻器轉(zhuǎn)速偏低。

（2）現(xiàn)場(chǎng)接線全部接到控制室A/D和D/A板上，接線多且多有 交叉，查線麻煩。

（3）傳輸線路夏天雷雨時(shí)無(wú)法開(kāi)設(shè)備。一次因停機(jī)較晚導(dǎo)致雷 電燒毀變頻器3個(gè)，燒毀計(jì)算機(jī)A/D板一塊，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

（4）該控制方式速度信號(hào)取自于變頻器的轉(zhuǎn)速反饋，并不能很 好地實(shí)時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，存在一定的偏差。

（5）標(biāo)秤只能從中控室由專業(yè)人員進(jìn)行標(biāo)定，而且電腦操作系 統(tǒng)為DOS系統(tǒng)，因授權(quán)問(wèn)題我們維護(hù)人員無(wú)法進(jìn)入，部分參數(shù)無(wú)法 修改。

鑒于以上問(wèn)題，我們將該系統(tǒng)改為基于RS-485總線技術(shù)和組態(tài) 王的電子秤系統(tǒng)，實(shí)踐證明，改造效果良好。

2. RS485總線技術(shù)和組態(tài)軟件

RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。在要求通信距離為幾十 米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485串行總線標(biāo)準(zhǔn)。RS-485采用平衡發(fā) 送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外 得到恢復(fù)。

RS-485傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/s的傳輸速率 下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加 485中繼器。

組態(tài)王軟件kingview6.53是根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展 趨勢(shì)而開(kāi)發(fā)的一套產(chǎn)品。具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、開(kāi) 發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。組態(tài)軟件提供了可視化監(jiān)控畫(huà)面，有利于實(shí)時(shí)現(xiàn) 場(chǎng)監(jiān)控。而且能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控 畫(huà)面，并以動(dòng)畫(huà)方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，生成各種報(bào)表便利、驅(qū) 動(dòng)程序和組態(tài)方式靈活、數(shù)據(jù)鏈接功能齊全。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1改造原理

系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于RS-485總線技術(shù)，其中，上位機(jī)用組態(tài)王軟件 6.53進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取、顯示和處理，現(xiàn)場(chǎng)儀表采用滁州某公司JY500B1 智能儀表，支持MODBUS-RTU協(xié)議，采集的數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485總線 傳至上位機(jī)。同時(shí)為保證組態(tài)王軟件的可靠性，采用256點(diǎn)加密狗。 對(duì)于皮帶秤，為了保證測(cè)速的準(zhǔn)確性，我們?cè)陔姍C(jī)風(fēng)扇后加一測(cè)速 輪，采用Bi2高精度測(cè)速傳感器來(lái)保證測(cè)速精度。測(cè)速輪的中心與電 機(jī)軸同心，固定測(cè)速傳感器的擋板必須垂直（見(jiàn)圖1)。

而對(duì)于螺旋秤，兩個(gè)電機(jī)一個(gè)為變頻電機(jī)，控制下料量大小， 一個(gè)為恒速轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力傳感器在下料一側(cè)，重量信號(hào)進(jìn)入智能儀表 表頭，表頭輸出模擬量大小來(lái)控制變頻器的轉(zhuǎn)速。電氣原理為： X6:1和X6:2為儀表的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)遠(yuǎn)程啟動(dòng)時(shí)，閉合有效。通過(guò)KM 的常開(kāi)點(diǎn)控制變頻器啟停，如圖2。電子秤系統(tǒng)的構(gòu)成見(jiàn)圖3。

3.2硬件構(gòu)成

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三層：

（1）現(xiàn)場(chǎng)儀表JY500B1采集現(xiàn)場(chǎng)的重量和速度信號(hào)，比較給定 量大小后輸出信號(hào)控制現(xiàn)場(chǎng)變頻器轉(zhuǎn)速，以此來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)下料量的 大小。同時(shí)瞬時(shí)流量、速度、載荷大小等數(shù)據(jù)反映在表頭上。

（2）傳輸層為RS-485總線和RS232/485轉(zhuǎn)換器，RS-485總線采 用屏蔽雙絞線，RS-232/485轉(zhuǎn)換器選用UOTEK的UT-216轉(zhuǎn)換器，將 RS-232的傳輸距離延長(zhǎng)至1200 m，波特率為9600bps。

（3）數(shù)據(jù)共享層是本系統(tǒng)的核心，其主要功能是分析和處理數(shù) 據(jù)，實(shí)時(shí)顯示相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算和處 理，查詢已出現(xiàn)的報(bào)警事件、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量與數(shù)據(jù)打印等。

3.3系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

系統(tǒng)軟件功能包括數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和本地打印三部 分。其中，組態(tài)王作為上位機(jī)監(jiān)控軟件，能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí) 記錄和歷史記錄等處理，同時(shí)，利用內(nèi)嵌式報(bào)表系統(tǒng)可進(jìn)行多種運(yùn) 算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、制作實(shí)時(shí)報(bào)表和歷史報(bào)表以及報(bào)警和事件記錄，見(jiàn) 圖4.

4.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)畫(huà)面、歷史數(shù)據(jù)查詢、能源量日?qǐng)?bào)表及月報(bào) 表、報(bào)警和事件操作、安全管理、數(shù)據(jù)導(dǎo)出六個(gè)主要部分。

4.1實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)畫(huà)面

中控室操作人員可以從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)畫(huà)面中直接讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并 可觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)曲線變化情況。

4.2歷史數(shù)據(jù)查詢

組態(tài)王提供了豐富的報(bào)表函數(shù)功能，如保存報(bào)表函數(shù) ReportSaveAs()、查詢歷史數(shù)據(jù)函數(shù)ReportSetHistData()、打印函數(shù) ReportPrintSetup()、報(bào)表輸出函數(shù)ReportSetCellString等；利用這些函 數(shù)功能，可以方便地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行生成、打印及查詢處理，譬如查詢 某一天的班產(chǎn)量和根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果修改的生料配比記錄見(jiàn)圖6。

4.3報(bào)警和事件記錄

利用組態(tài)王報(bào)警功能，系統(tǒng)設(shè)定當(dāng)瞬時(shí)流量大于設(shè)定流量的 %或者小于設(shè)定流量的80%時(shí)，即產(chǎn)生報(bào)警，便于中控室及時(shí)發(fā) ^料的變化。報(bào)警事件記錄如圖7。

上述改造經(jīng)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試，系統(tǒng)功能完全滿足了設(shè)計(jì)要求。通過(guò) 這次改造，提高了配料電子秤的計(jì)量準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性，而且操作方 便，現(xiàn)場(chǎng)即可進(jìn)行標(biāo)定，解決了以前只能是專業(yè)儀表人員才能辦到 的事情。同時(shí)降低了故障率，提高了工作效率。實(shí)踐證明，這次改 造是成功的，達(dá)到了預(yù)期的效果。