基于泓格I-7188的分布式塑膠機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實施
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2.3 現(xiàn)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(jié)FIFO
* 可直接驅(qū)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(shù)據(jù)采集模塊：I-87017。主要用于：
1）實時采集三個電機處導(dǎo)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(zhuǎn)速使之相互協(xié)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(shù)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(wěn)起停、保護控制系統(tǒng)，采用了變頻調(diào)速技術(shù)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?yōu)?～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(tǒng)，避免了電機的反電勢容易使控制系統(tǒng)尤其是I-8000當機的現(xiàn)象發(fā)生。
* 數(shù)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(jiān)測某些連接器、斷路器、吸合器的開關(guān)狀態(tài)，便于系統(tǒng)自檢和系統(tǒng)故障診斷。其數(shù)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(guān)，達到控制電機的目的。
* 定時/計數(shù)模塊：I-87082，為了實時反饋電線的長度，便于生產(chǎn)計劃、統(tǒng)計，在牽引輪上的上方安裝有一計米器，導(dǎo)線在上滑動時，帶動計米器轉(zhuǎn)動，計米器每轉(zhuǎn)動一周，便發(fā)送一個脈沖信號，I-87082便采集此時的脈沖數(shù)，脈沖數(shù)與計米器的周長的乘積便是電線的長度。
每個現(xiàn)地單元控制器I－87K4通過編碼開關(guān)設(shè)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(dǎo)致通信不穩(wěn)定）,誤碼低于10E-6（接收電平-110dBm時），將工業(yè)現(xiàn)場分散的點信號傳輸?shù)絀－7188乃至班組工藝控制服務(wù)器上，同時也可由工藝控制服務(wù)器控制遠程各點。I－7188具有獨特的雙看門狗安全設(shè)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(yù)設(shè)的安全狀態(tài)，符合工業(yè)的安全要求，RS－485通訊網(wǎng)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(shè)計非常巧妙，使用方便，可大幅增加系統(tǒng)安全性。這是泓格公司產(chǎn)品與其他公司類似產(chǎn)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(xiàn)數(shù)據(jù)的高速和長距離的發(fā)送和接收，各節(jié)點并行連接，模塊與模塊、模塊與網(wǎng)絡(luò)之間相互獨立，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件設(shè)計分為SCADA軟件與Web程序，整個系統(tǒng)中較為復(fù)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(xié)調(diào)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(fù)調(diào)試，才能獲得較為滿意的結(jié)果。SCADA主要是I-7188現(xiàn)地單元控制模塊的控制程序，采用TC2.0編寫，調(diào)用了I-8000相應(yīng)的庫函數(shù)，主要有初始化模塊、定時采集模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、邏輯輸出模塊（電機順序控制）等，共分為：系統(tǒng)配置階段、測試執(zhí)行階段（完成當前測試任務(wù)的數(shù)據(jù)采集工作）、數(shù)據(jù)處理階段以及數(shù)據(jù)輸出階段。主程序首先初始化系統(tǒng)，包括對各串口的初始化及系統(tǒng)運行參數(shù)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(jié)拍之間的協(xié)調(diào)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(tài)軟件MSCG完成，并利用了泓格公司提供的I-7188的OPC服務(wù)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(yīng)用體會
目前該系統(tǒng)完成了六臺塑膠機的監(jiān)控以及上位機實時監(jiān)控一線設(shè)備運行狀態(tài)，自2002年正式投入運行以來，一直運行良好，現(xiàn)我們正在進行3臺小型成纜機的實時監(jiān)控，監(jiān)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(shù)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(tǒng)所有模塊只需用一條通訊線即可聯(lián)結(jié)，具有強抗干擾和雙看門狗設(shè)計，使系統(tǒng)的可靠性強。而且主機與I-7188使用TCP網(wǎng)絡(luò)連接，使設(shè)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(shè)備的投資成本，同時，滿足了使用單位生產(chǎn)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(fā)人員以科技享受，更能給使用者帶來較大的經(jīng)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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