隨著(zhù)現代自動(dòng)化程度的發(fā)展，通過(guò)現場(chǎng)智能 儀表來(lái)實(shí)現配料的應用越來(lái)越廣泛。經(jīng)過(guò)實(shí)驗驗證，采用 RS485總線(xiàn)技術(shù)和組態(tài)王6.53軟件進(jìn)行在線(xiàn)監控，能夠滿(mǎn) 足配料的計量準確度和穩定性要求。

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(xiàn)的生料配料使用4臺型號為PTD1000的吊掛式調速 皮帶秤以及2臺型號TSG300X 1200計量粉煤灰的調速螺旋秤，共同擔 負著(zhù)生料配料的任務(wù)。但近年來(lái)，由于設備技術(shù)狀況、使用環(huán)境等 因素的影響，皮帶秤計量失準，工藝參數嚴重超差，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(xiàn)現場(chǎng)與中控室距離有200米遠，現場(chǎng)重量信號和速度 信號全部傳到控制室，經(jīng)計算機運算后輸出0-5V信號控制變頻器轉 速，實(shí)現配料。長(cháng)距離傳輸存在以下問(wèn)題：

（1）計算機輸出的0-5V信號長(cháng)距離傳輸因線(xiàn)路電阻會(huì )引起下 降，導致現場(chǎng)變頻器轉速偏低。

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

（3）傳輸線(xiàn)路夏天雷雨時(shí)無(wú)法開(kāi)設備。一次因停機較晚導致雷 電燒毀變頻器3個(gè)，燒毀計算機A/D板一塊，嚴重影響生產(chǎn)。

（4）該控制方式速度信號取自于變頻器的轉速反饋，并不能很 好地實(shí)時(shí)反應現場(chǎng)電機的轉速，存在一定的偏差。

（5）標秤只能從中控室由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行標定，而且電腦操作系 統為DOS系統，因授權問(wèn)題我們維護人員無(wú)法進(jìn)入，部分參數無(wú)法 修改。

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

2. RS485總線(xiàn)技術(shù)和組態(tài)軟件

RS-485的數據最高傳輸速率為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(xiàn)標準。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(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外 得到恢復。

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

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

3.系統設計

3.1改造原理

系統設計基于RS-485總線(xiàn)技術(shù)，其中，上位機用組態(tài)王軟件 6.53進(jìn)行數據讀取、顯示和處理，現場(chǎng)儀表采用滁州某公司JY500B1 智能儀表，支持MODBUS-RTU協(xié)議，采集的數據通過(guò)RS-485總線(xiàn) 傳至上位機。同時(shí)為保證組態(tài)王軟件的可靠性，采用256點(diǎn)加密狗。 對于皮帶秤，為了保證測速的準確性，我們在電機風(fēng)扇后加一測速 輪，采用Bi2高精度測速傳感器來(lái)保證測速精度。測速輪的中心與電 機軸同心，固定測速傳感器的擋板必須垂直（見(jiàn)圖1)。

而對于螺旋秤，兩個(gè)電機一個(gè)為變頻電機，控制下料量大小， 一個(gè)為恒速轉動(dòng)，拉力傳感器在下料一側，重量信號進(jìn)入智能儀表 表頭，表頭輸出模擬量大小來(lái)控制變頻器的轉速。電氣原理為： X6:1和X6:2為儀表的驅動(dòng)信號，當遠程啟動(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。電子秤系統的構成見(jiàn)圖3。

3.2硬件構成

系統網(wǎng)絡(luò )結構分為三層：

（1）現場(chǎng)儀表JY500B1采集現場(chǎng)的重量和速度信號，比較給定 量大小后輸出信號控制現場(chǎng)變頻器轉速，以此來(lái)控制現場(chǎng)下料量的 大小。同時(shí)瞬時(shí)流量、速度、載荷大小等數據反映在表頭上。

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

（3）數據共享層是本系統的核心，其主要功能是分析和處理數 據，實(shí)時(shí)顯示相關(guān)設備的運行參數，進(jìn)行歷史數據統計、運算和處 理，查詢(xún)已出現的報警事件、臺時(shí)產(chǎn)量與數據打印等。

3.3系統的軟件構成

系統軟件功能包括數據采集層、數據處理層和本地打印三部 分。其中，組態(tài)王作為上位機監控軟件，能夠對采集數據進(jìn)行實(shí)時(shí) 記錄和歷史記錄等處理，同時(shí)，利用內嵌式報表系統可進(jìn)行多種運 算、數據轉換、制作實(shí)時(shí)報表和歷史報表以及報警和事件記錄，見(jiàn) 圖4.

4.系統功能實(shí)現

系統包括實(shí)時(shí)數據畫(huà)面、歷史數據查詢(xún)、能源量日報表及月報 表、報警和事件操作、安全管理、數據導出六個(gè)主要部分。

4.1實(shí)時(shí)數據畫(huà)面

中控室操作人員可以從實(shí)時(shí)數據畫(huà)面中直接讀取實(shí)時(shí)數據，并 可觀(guān)測數據的實(shí)時(shí)曲線(xiàn)變化情況。

4.2歷史數據查詢(xún)

組態(tài)王提供了豐富的報表函數功能，如保存報表函數 ReportSaveAs()、查詢(xún)歷史數據函數ReportSetHistData()、打印函數 ReportPrintSetup()、報表輸出函數ReportSetCellString等；利用這些函 數功能，可以方便地對數據進(jìn)行生成、打印及查詢(xún)處理，譬如查詢(xún) 某一天的班產(chǎn)量和根據化驗結果修改的生料配比記錄見(jiàn)圖6。

4.3報警和事件記錄

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

上述改造經(jīng)實(shí)驗室調試，系統功能完全滿(mǎn)足了設計要求。通過(guò) 這次改造，提高了配料電子秤的計量準確度和穩定性，而且操作方 便，現場(chǎng)即可進(jìn)行標定，解決了以前只能是專(zhuān)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，達到了預期的效果。