基于泓格I-7188的分布式塑胶机监控系统的设计与实施

　　2.3 现地控制单元I-87K4的配置
　　2.3.1 I-87K4的特性
　　* COM2为RS-485，最大115.2K bps，且与16C550兼容，16字节FIFO
　　* 可直接驱动256个I-7000模块
　　* 最大距离4000英尺(1.2Km)
　　* 隔离电压2500VDC
　　* 输入/输出扩展槽支持串行输入/输出模块
　　2.3.2 扩展I/O模块
　　* 数据采集模块：I-87017。主要用于：
　　1）实时采集三个电机处导线的力矩变送器的输出张力信号，用以控制确定各个电机的转速使之相互协同工作，使电线的张力达到平衡；（需三路）
　　2）实时采集塑胶机挤制塑料后冷却水的温度，以使冷却水的温度达到恒定；（三路）
　　其特性为：模拟输入通道数为8、分辨率为16bit、输入类型采用差分、输入范围为±10V、采样方式为6通道扫描模式。
　　* 模拟输出模块：I-87024。为了使牵引电机、放线电机以及张力电机平稳起停、保护控制系统，采用了变频调速技术对这三台电机进行控制，利用I-87024的模拟输出信号，给变频器提供0～10V的控制信号，使变频器的输出信号变为0～50Hz达到变速的目的。由于I-87024采用了光隔离方式，从而保护了控制系统，避免了电机的反电势容易使控制系统尤其是I-8000当机的现象发生。
　　* 数字量输入/输出模块：I-87054。主要是为了实时控制电机的起停以及监测某些连接器、断路器、吸合器的开关状态，便于系统自检和系统故障诊断。其数字量输出信号通过继电器组二次放大后启动三相大功率继电器，用以控制牵引、放线、张力三相交流异步电机的电源的开关，达到控制电机的目的。
　　* 定时/计数模块：I-87082，为了实时反馈电线的长度，便于生产计划、统计，在牵引轮上的上方安装有一计米器，导线在上滑动时，带动计米器转动，计米器每转动一周，便发送一个脉冲信号，I-87082便采集此时的脉冲数，脉冲数与计米器的周长的乘积便是电线的长度。
　　每个现地单元控制器I－87K4通过编码开关设置唯一的ID号，与I－7188的通信波特率采用19200bps的通讯速率（太高会导致通信不稳定）,误码低于10E-6（接收电平-110dBm时），将工业现场分散的点信号传输到I－7188乃至班组工艺控制服务器上，同时也可由工艺控制服务器控制远程各点。I－7188具有独特的双看门狗安全设计，即软件看门狗和硬件看门狗组成，当模块万一当机时，可瞬间重新开机，且和每个I/O模块有软件看门狗互锁，万一I－87K4当机，所有的输出模块就进入预设的安全状态，符合工业的安全要求，RS－485通讯网路如因故障或断线，主控计算机和模块间将无法互锁或无法通讯时，也会启动软件看门狗。I－7188以及I－8000模块的硬/软件看门狗的设计非常巧妙，使用方便，可大幅增加系统安全性。这是泓格公司产品与其他公司类似产品不同之处，而正因为这一独特的性能，便可仅用一组双绞线即可实现数据的高速和长距离的发送和接收，各节点并行连接，模块与模块、模块与网络之间相互独立，极大地提高了系统的可靠性。
　　3 系统软件设计
　　软件设计分为SCADA软件与Web程序，整个系统中较为复杂的部分就是控制、通信模块I-7188的程序编写部分，因为I-7188模块负责协调其它所有I-87K4系列模块的正常工作，以及与控制中心通讯，工作负荷比较大，所以必须考虑周到，反复调试，才能获得较为满意的结果。SCADA主要是I-7188现地单元控制模块的控制程序，采用TC2.0编写，调用了I-8000相应的库函数，主要有初始化模块、定时采集模块、数据通信模块、逻辑输出模块（电机顺序控制）等，共分为：系统配置阶段、测试执行阶段（完成当前测试任务的数据采集工作）、数据处理阶段以及数据输出阶段。主程序首先初始化系统，包括对各串口的初始化及系统运行参数的初始化，并安装用户时钟中断。然后便是功能模块的运行，主要完成各个工作节拍之间的协调问题，上位机主要是Windows2000与I-7188EAD之间的通信程序。这一部分我们采用了组态软件MSCG完成，并利用了泓格公司提供的I-7188的OPC服务器，进一步简化了编程工作，主要的程序框图见图2所示。


　　4 应用体会
　　目前该系统完成了六台塑胶机的监控以及上位机实时监控一线设备运行状态，自2002年正式投入运行以来，一直运行良好，现我们正在进行3台小型成缆机的实时监控，监控的过程与塑胶机相似，同样采用I-7188EAD与I-8000配合使用，由于继电器控制点数较多，还要外挂一些I-7000模块，这对于I-7188而言，完全能胜任。
　　由于I-7188与I-8000系列模块采用RS-485方式通讯，可远距离通信，系统所有模块只需用一条通讯线即可联结，具有强抗干扰和双看门狗设计，使系统的可靠性强。而且主机与I-7188使用TCP网络连接，使设备的互换性好，维护人员的工作难度和工作量也很小，减少了设备的投资成本，同时，满足了使用单位生产工艺要求和高性能价格比的原则,也使工厂的自动化控制和管理水平上了一个新台阶。
　　总之，使用泓格公司的远程I/O模块，不仅给开发人员以科技享受，更能给使用者带来较大的经济效益，这便是泓格科技给其用户最大的回报！

参考文献:

[1].RS-485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS-485_584821.html.