基于泓格I-7188的分布式塑膠機監控系統的設計與實施
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2.3 現地控制單元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FIFO
* 可直接驅動256個I-7000模塊
* 最大距離4000英尺(1.2Km)
* 隔離電壓2500VDC
* 輸入/輸出擴展槽支持串行輸入/輸出模塊
2.3.2 擴展I/O模塊
* 數據采集模塊：I-87017。主要用于：
1）實時采集三個電機處導線的力矩變送器的輸出張力信號，用以控制確定各個電機的轉速使之相互協同工作，使電線的張力達到平衡；（需三路）
2）實時采集塑膠機擠制塑料后冷卻水的溫度，以使冷卻水的溫度達到恒定；（三路）
其特性為：模擬輸入通道數為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。為了使牽引電機、放線電機以及張力電機平穩起停、保護控制系統，采用了變頻調速技術對這三臺電機進行控制，利用I-87024的模擬輸出信號，給變頻器提供0～10V的控制信號，使變頻器的輸出信號變為0～50Hz達到變速的目的。由于I-87024采用了光隔離方式，從而保護了控制系統，避免了電機的反電勢容易使控制系統尤其是I-8000當機的現象發生。
* 數字量輸入/輸出模塊：I-87054。主要是為了實時控制電機的起停以及監測某些連接器、斷路器、吸合器的開關狀態，便于系統自檢和系統故障診斷。其數字量輸出信號通過繼電器組二次放大后啟動三相大功率繼電器，用以控制牽引、放線、張力三相交流異步電機的電源的開關，達到控制電機的目的。
* 定時/計數模塊：I-87082，為了實時反饋電線的長度，便于生產計劃、統計，在牽引輪上的上方安裝有一計米器，導線在上滑動時，帶動計米器轉動，計米器每轉動一周，便發送一個脈沖信號，I-87082便采集此時的脈沖數，脈沖數與計米器的周長的乘積便是電線的長度。
每個現地單元控制器I－87K4通過編碼開關設置唯一的ID號，與I－7188的通信波特率采用19200bps的通訊速率（太高會導致通信不穩定）,誤碼低于10E-6（接收電平-110dBm時），將工業現場分散的點信號傳輸到I－7188乃至班組工藝控制服務器上，同時也可由工藝控制服務器控制遠程各點。I－7188具有獨特的雙看門狗安全設計，即軟件看門狗和硬件看門狗組成，當模塊萬一當機時，可瞬間重新開機，且和每個I/O模塊有軟件看門狗互鎖，萬一I－87K4當機，所有的輸出模塊就進入預設的安全狀態，符合工業的安全要求，RS－485通訊網路如因故障或斷線，主控計算機和模塊間將無法互鎖或無法通訊時，也會啟動軟件看門狗。I－7188以及I－8000模塊的硬/軟件看門狗的設計非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統安全性。這是泓格公司產品與其他公司類似產品不同之處，而正因為這一獨特的性能，便可僅用一組雙絞線即可實現數據的高速和長距離的發送和接收，各節點并行連接，模塊與模塊、模塊與網絡之間相互獨立，極大地提高了系統的可靠性。
3 系統軟件設計
軟件設計分為SCADA軟件與Web程序，整個系統中較為復雜的部分就是控制、通信模塊I-7188的程序編寫部分，因為I-7188模塊負責協調其它所有I-87K4系列模塊的正常工作，以及與控制中心通訊，工作負荷比較大，所以必須考慮周到，反復調試，才能獲得較為滿意的結果。SCADA主要是I-7188現地單元控制模塊的控制程序，采用TC2.0編寫，調用了I-8000相應的庫函數，主要有初始化模塊、定時采集模塊、數據通信模塊、邏輯輸出模塊（電機順序控制）等，共分為：系統配置階段、測試執行階段（完成當前測試任務的數據采集工作）、數據處理階段以及數據輸出階段。主程序首先初始化系統，包括對各串口的初始化及系統運行參數的初始化，并安裝用戶時鐘中斷。然后便是功能模塊的運行，主要完成各個工作節拍之間的協調問題，上位機主要是Windows2000與I-7188EAD之間的通信程序。這一部分我們采用了組態軟件MSCG完成，并利用了泓格公司提供的I-7188的OPC服務器，進一步簡化了編程工作，主要的程序框圖見圖2所示。
4 應用體會
目前該系統完成了六臺塑膠機的監控以及上位機實時監控一線設備運行狀態，自2002年正式投入運行以來，一直運行良好，現我們正在進行3臺小型成纜機的實時監控，監控的過程與塑膠機相似，同樣采用I-7188EAD與I-8000配合使用，由于繼電器控制點數較多，還要外掛一些I-7000模塊，這對于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，可遠距離通信，系統所有模塊只需用一條通訊線即可聯結，具有強抗干擾和雙看門狗設計，使系統的可靠性強。而且主機與I-7188使用TCP網絡連接，使設備的互換性好，維護人員的工作難度和工作量也很小，減少了設備的投資成本，同時，滿足了使用單位生產工藝要求和高性能價格比的原則,也使工廠的自動化控制和管理水平上了一個新臺階。
總之，使用泓格公司的遠程I/O模塊，不僅給開發人員以科技享受，更能給使用者帶來較大的經濟效益，這便是泓格科技給其用戶最大的回報！
參考文獻:
[1].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.
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