1 引言

目前我國中小型水泥廠在水泥生產(chǎn)中所占的比例越來越大，為達(dá)到節(jié)能降耗、提高質(zhì)量的目的，采用現(xiàn)場總線技術(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)，符合我國為數(shù)眾多的中小水泥企業(yè)的要求。為此，我們開發(fā)了基于現(xiàn)場總線的小型水泥生產(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，通過工業(yè)以太網(wǎng)將計(jì)算機(jī)連接起來，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是一種簡單的工業(yè)現(xiàn)場總線標(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)備只有簡單的總線連接，避免了將過多的連線引入微機(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)。

在總線式工控機(jī)中，STD總線已較少實(shí)用，PC總線工控機(jī)價(jià)格便宜，軟件、硬件開發(fā)環(huán)境好、用戶界面好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，影響極大，使PC總線成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)總線。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)使用工業(yè)級電源，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)作為過程控制計(jì)算機(jī)。

圖1 基于總線的微機(jī)配料控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

選擇模塊作為檢測與控制信號方式時(shí)，模擬信號檢測采用IOM4017L模塊，電磁振動給料機(jī)和開門電機(jī)等由IOM4050控制。

IOM4017L是便攜的、模擬量檢測到計(jì)算機(jī)的接口單元，用于模擬量的檢測。IOM4050是開關(guān)量到計(jì)算機(jī)的接口單元，用于開關(guān)量的輸出如電動機(jī)起停、開關(guān)門等。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)線通過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，可以用高級語言編寫應(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RS232/RS485轉(zhuǎn)換即連到主計(jì)算機(jī)。