基于MODBUS总线的选矿计量网络监控系统开发
4.2 水分检测
水分在线检测是本系统中特别重要的一环。水分检测的方法有很多种，目前主要有：红外水分检测技术、微波测湿技术、中子测湿技术等等。
红外水分仪是利用水分子吸收特殊波长近红外光的能量， 而基本不吸收另外波长近红外光的能量这一原理工作的。
红外水分检测仪具有不接触物料能在线测量的优点， 在一定水分范围内测量结果比较准确，主要用于烟草、茶叶行业。但也有其突出的缺点，主要在于一旦含水量超过一定的范围，将出现误检结果。 如物料被水掩盖时， 由于水镜面的形成反而使特殊波长近红外光反射增强，水分仪反而会认为水分很少，此时就要考虑水分补偿的问题，而且在生产中需要严格保证含水量在水分仪的检测范围内。
4.3 矿浆流量检测
要测控的对象液态矿料属于具有导电性的泥浆类流体，故选用衬里为聚氨酯橡胶的电磁流量计检测其流量。电磁流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律，当导体切割磁力线运动时，导体内将产生电动势。导管内导体平均流速V 或流量Qv(Qv=VπD2/4)与感应电动势的大小成正比例关系，从而可测量管内流动的导体流体的流量。
电磁流量计的优点主要有：
(1) 接触流体的部分结构简单，不会改变流场分布，不会引起堵塞、无机械零件的损坏。
(2) 电磁流量计的输出信号正比于流体的体积流量，只要流体具有一定的导电性，就可以不受被测流体的温度、密度、粘度以及导电率(在一定范围内)的影响。
(3) 线性范围宽，无惯性，反应灵敏，可测量脉动流量和正、反方向流量。
但是，流体内气泡对检测结果影响较大。如果在流体内含有大量气泡，会阻断磁力线的正常分布，出现流量摆动很大的情况，导致计量不准。目前有消气阀可以排除气泡，但我们在实践中发现它并不能完全排除气泡。于是跟据计量点的特殊地理位置，我们把管道切断，中间加入了一个敞开的蓄料池，使得液态物料在经过计量点时能将气泡排除。试验证明这是一种有效的方法。
4.4 浓度采集
根据现场的条件，采用γ射线核子密度（浓度）计来测矿浆浓度，它也是根据γ射线穿过被测介质后， 其强度由于被测介质的吸收而呈现按指数规律减弱特性来对被测介质进行连续性测量。核子密度计可在线测量密封罐、槽、管道内各种流体、半流体或混合物等的密度、浓度等。 本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/162096.htm
5.通信实现
监控系统主控计算机与各从控制器之间通过MODBUS总线实现通信，主控计算机与局域网之间通过以太网实现通信，主控计算机及局域网终端计算机上的监控软件基于组态王6.5 软件开发。
5.1MODBUS总线通信方式
主控计算机与各总线控制器之间以设备管理的形式实现， 组态王对设备的管理是通过对逻辑设备名的管理实现的，逻辑设备可以是DDE（动态数据交换）设备、智能板卡类设备、串口类设备、人机界面卡、网络设备等，本文采用串口形式的MODBUS总线设备，一个串口可以连接多个总线设备，但必须在组态王中为每一个实际I/O设备指定唯一的逻辑名称，此逻辑设备名对应着该设备的生产厂家、实际设备名称、设备通讯方式、设备地址、与上位PC机的通讯方式等信息内容。一个逻辑设备,可与一个I/O设备中的多个I/O变量对应。因此，定义一个变量时需要指定具体设备的具体寄存器地址。
如：原生泥体积流量计信号由 3 号总线控制器采集，在 3 号总线控制器中的变量地址为“%QW258” ，主控计算机通过串口 COM1 与 MODBUS 总线设备进行通信，如果需要将原生泥体积流量定义为主控计算机中组态王变量 AA，则需设置实型变量 AA指向接在 COM1上的 MODBUS 总线地址为 3 的总线设备 3 中的寄存器地址 80259，于是变量 AA 实时反应原生泥体积流量的变化。
变量 AA的值可以赋值给组态王的内存变量或临时变量， 如赋值给组态王的内存实型变量 BB 的表达式为：本站点BB=本站点AA；
5.2 以太网通信方式
组态王支持 TCP/IP 协议，网络上其它计算机能通过局域网实时访问主控计算机上的数据，并可以以与主控计算机上完全一样的动画界面进行实时监控。远程访问组态王的实时数据有两种方式：其一是在客户端上定义服务器站点为一个网络站点设备，然后在客户端上定义变量指向网络站点上的变量，访问实时数据，这与主从控制器之间的通讯方式一样，这种方式可以在本机上直接进行历史数据记录、产生报警等。第二种是使用组态王的网络功能在程序中直接引用远程站点上的变量，而无需在客户端上定义变量，但历史数据的访问只能从历史数据服务器上获得。本文采用第二种方式，主控计算机上将网络设置为“连网类型” ，而其他客户机则设置为“远程节点” 。
例如：需要在局域网客户机上显示主控计算机上的变量AA的值，可设主控计算机的网络节点名定义为jxtnk1，则客户机界面上或程序中可直接引用变量“jxtnk1AA”。
网络监控系统主控计算机与客户机上的主界面之一如图 4 所示。
6. 结束语
采用 MODBUS 总线协议的选矿计量网络监控系统，更好地体现了分散控制、集中管理的思想；一个节点出现问题，并不会影响其他的节点的工作，上位机即使关机，也不会影响下位机的工作。可以实现多节点远距离的集中监控与协调，减少接线，减少故障率，提高可靠性；基于总线与以太网的系统，WEB 监控终端与 PLC 节点都易于扩展。同时，配合上位机组态监控软件，配置现场摄像头，能实现 WEB 访问与监控，改善了工作效率。
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