1 引言
目前我國(guó)中小型水泥廠在水泥生產(chǎn)中所占的比例越來(lái)越大，為達(dá)到節(jié)能降耗、提高質(zhì)量的目的，采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和智能模塊，設(shè)計(jì)一種低成本，可靠性高，易于維護(hù)，操作方便的新型微機(jī)配料系統(tǒng)，符合我國(guó)為數(shù)眾多的中小水泥企業(yè)的要求。為此，我們開(kāi)發(fā)了基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的小型水泥生產(chǎn)配料控制系統(tǒng)，并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。本系統(tǒng)不僅提高了生產(chǎn)的可靠性，提高了質(zhì)量，同時(shí)為水泥企業(yè)帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
2 系統(tǒng)組成
整個(gè)控制系統(tǒng)由兩大部分組成——計(jì)算機(jī)和控制柜，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。配料控制計(jì)算機(jī)通過(guò)RS485通訊接口和電氣控制柜內(nèi)的遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通訊。RS485是一種簡(jiǎn)單的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的抗干擾性和可擴(kuò)展性，在微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)RS232串口上插接光電隔離的RS232/RS485轉(zhuǎn)換模塊，就構(gòu)成了微機(jī)的RS485接口，采用這種通訊結(jié)構(gòu)后，微機(jī)和它所控制的設(shè)備只有簡(jiǎn)單的總線(xiàn)連接，避免了將過(guò)多的連線(xiàn)引入微機(jī)造成的干擾，配料控制計(jì)算機(jī)可采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或通用型微機(jī)。
在總線(xiàn)式工控機(jī)中，STD總線(xiàn)已較少實(shí)用，PC總線(xiàn)工控機(jī)價(jià)格便宜，軟件、硬件開(kāi)發(fā)環(huán)境好、用戶(hù)界面好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，影響極大，使PC總線(xiàn)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)使用工業(yè)級(jí)電源，采用密封機(jī)箱、正壓送風(fēng)技術(shù)，用橡膠墊作防震緩沖，采用模塊化結(jié)構(gòu)，同時(shí)配置了能適應(yīng)工業(yè)控制要求的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，對(duì)工控領(lǐng)域的吸引力是很大。因此本系統(tǒng)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)作為過(guò)程控制計(jì)算機(jī)。
圖1 基于總線(xiàn)的微機(jī)配料控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)
選擇模塊作為檢測(cè)與控制信號(hào)方式時(shí)，模擬信號(hào)檢測(cè)采用IOM4017L模塊，電磁振動(dòng)給料機(jī)和開(kāi)門(mén)電機(jī)等由IOM4050控制。
IOM4017L是便攜的、模擬量檢測(cè)到計(jì)算機(jī)的接口單元，用于模擬量的檢測(cè)。IOM4050是開(kāi)關(guān)量到計(jì)算機(jī)的接口單元，用于開(kāi)關(guān)量的輸出如電動(dòng)機(jī)起停、開(kāi)關(guān)門(mén)等。它們都具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。內(nèi)置微處理器，只需二根導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)RS485網(wǎng)絡(luò)與控制主機(jī)相互通訊，基于ASCⅡ碼的命令/底層協(xié)議，可以用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序，且可以使用組態(tài)軟件如INTONCH、FIX等組態(tài)成為各種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。模塊的地址存儲(chǔ)在模塊的EEPROM中，可由控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行修改，內(nèi)置看門(mén)狗功能，保證可靠運(yùn)行。
使用多個(gè)模塊可以方便的構(gòu)成RS485網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可串接255個(gè)模塊，最大傳輸距離為1200米，該網(wǎng)絡(luò)通過(guò)RS232/RS485轉(zhuǎn)換即連到主計(jì)算機(jī)。