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基于CAN總線(xiàn)的橡膠加工分布式計算機測控系統的設計與實(shí)現
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時(shí)間：2012-09-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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現場(chǎng)I/O模塊
現場(chǎng)I/O模塊采用ADAM5000系列，它具有體積緊湊、符合現場(chǎng)總線(xiàn)的趨勢，其數據采集、模擬輸出以及數字I/O等3種不同的數據采集，使現場(chǎng)I/O設備容易構成計算機應用網(wǎng)絡(luò )。具有系統設計靈活、易于安裝和組網(wǎng)、適合于工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境、支持的軟件豐富等特點(diǎn)。
現場(chǎng)I/O 模塊根據現場(chǎng)的實(shí)際控制需要，分為模擬輸出模塊、模擬輸入模塊、數字輸入模塊、數字輸出模塊以及熱電偶（RTD）輸入模塊，所用的幾種主要功能模塊如下： 模擬量采集：ADAM5017（8通道），模擬量輸出：ADAM5024（4通道），數字量輸出：ADAM5056（16通道），數字量輸入：ADAM5052（隔離、8通道），熱電偶輸入：ADAM50（3通道），繼電器輸入：ADAM5068（8通道）。
過(guò)程控制流程
現場(chǎng)過(guò)程信號采集及監控流程由4部分組成：配合劑稱(chēng)量工段控制流程、橡膠混合工段分站控制流程、橡膠硫化工段分站控制流程、成品修補工段分站控制流程，4個(gè)工段由相應的工程師站管理。每個(gè)工段又分為若干個(gè)現場(chǎng)站點(diǎn)，每個(gè)現場(chǎng)站點(diǎn)又實(shí)時(shí)監控若干個(gè)現場(chǎng)I/O單元，形成四級管理。
數據采集監控流程為：每個(gè)現場(chǎng)I/O單元實(shí)時(shí)變送相應的現場(chǎng)環(huán)境參數，現場(chǎng)測控站點(diǎn)ADAM5000/CAN實(shí)時(shí)采集所屬的現場(chǎng)I/O單元的數值，然后ADAM5000/CAN將一些重要的數據通過(guò)CAN總線(xiàn)上報到工程師站，工程師站根據實(shí)時(shí)監測到的各種模擬信號以及數字量進(jìn)行邏輯判斷、實(shí)時(shí)處理后，形成歷史數據，實(shí)時(shí)報警、實(shí)時(shí)顯示各現場(chǎng)測控站點(diǎn)的運行狀態(tài)，同時(shí)，產(chǎn)生必要的控制參數，再通過(guò)CAN總線(xiàn)傳輸到現場(chǎng)站點(diǎn)ADAM5000/CAN，現場(chǎng)站點(diǎn)ADAM5000/CAN再分別通過(guò)數字輸出模塊和模擬輸出模塊實(shí)時(shí)控制相應的現場(chǎng)執行機構，以調整現場(chǎng)的工作環(huán)境。
為了用戶(hù)操作方便，需要畫(huà)面顯示、曲線(xiàn)趨勢圖顯示、數據存儲、實(shí)時(shí)故障報警及報表打印等功能，因此，在軟件設計時(shí)，采用組態(tài)式設計方法。應用軟件采用Windows視窗技術(shù)，且為全新的中文瀏覽器界面，操作界面圖形化，使操作更為直觀(guān)、方便、靈活，視窗界面更為友好。應用軟件采用現場(chǎng)總線(xiàn)的通信協(xié)議，具有多主、實(shí)時(shí)、高可靠性、較低的系統硬件成本等優(yōu)點(diǎn)，使應用軟件可在環(huán)境較為惡劣的工作現場(chǎng)中穩定運行，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的風(fēng)險性。
軟件功能
工程師站完成相應工段分網(wǎng)的檢測、控制及管理任務(wù)，作為工程師的工具，使分網(wǎng)能夠低耗、安全運行，其主要功能有：（1）巡檢、存儲并實(shí)時(shí)顯示分網(wǎng)的運行參數，使工程師能夠隨時(shí)查看到分網(wǎng)的實(shí)時(shí)和歷史數據，從而對分網(wǎng)進(jìn)行統一的檢測和管理。（2）根據分網(wǎng)實(shí)時(shí)參數，分析運行工況、及時(shí)發(fā)現分網(wǎng)出現的各種異?，F象，分析系統可能出現的故障，并及時(shí)顯示報警。（3）隨時(shí)打印各種報表和記錄，包括：報警打印、報表定時(shí)打印、操作記錄打印。（4）各種信息顯示，包括：日期、時(shí)間顯示，流程畫(huà)面顯示，分組控制顯示，趨勢顯示，操作指示顯示等。（5）配方管理、簡(jiǎn)單實(shí)用的報表處理系統；（6）各種先進(jìn)控制算法及其參數的自整定。
現場(chǎng)站點(diǎn)的功能包括：
數據實(shí)時(shí)采集、處理、顯示；
故障實(shí)時(shí)報警、顯示；
現場(chǎng)設備實(shí)時(shí)監控；
軟件模塊
為了使系統具有畫(huà)面顯示、曲線(xiàn)趨勢圖、數據存儲、實(shí)時(shí)故障報警及報表打印的功能，軟件分為，二級工程師站的應用程序和現場(chǎng)站點(diǎn)的應用程序，其中：二級工程師站的應用程序有以下幾個(gè)大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數設定模塊；（3）通信模塊；（4）數據采集模塊；（5）現場(chǎng)/遠程控制模塊；（6）數據記錄、查詢(xún)以及報表打印模塊；（7）故障診斷報警模塊；（8）生產(chǎn)工藝流程畫(huà)面顯示模塊。
現場(chǎng)站點(diǎn)的應用程序有以下幾個(gè)大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數設定模塊；（3）控制參數設定模塊；（4）數據采集與顯示模塊；（5）故障監測和報警模塊。
為保證系統穩定運行，系統采取了如下幾點(diǎn)重要的措施：（1）網(wǎng)絡(luò )采用非破壞性的總線(xiàn)仲裁，避免了各通信設備爭用總線(xiàn)而導致通信失敗和數據丟失的弊端。（2）采用CRC校驗方式，使通信系統具有強有力的錯誤偵測和糾正功能。（3）在線(xiàn)分網(wǎng)監控，且互為備份。（4）采用“Watchdog（看門(mén)狗）”技術(shù)，保證系統在強干擾下不會(huì )出現死機現象。（5）軟件中采用了數字濾波技術(shù)。
該系統采用現場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)，并選用CAN式的網(wǎng)絡(luò )結構，極大地提高了整個(gè)測控系統的可靠性、實(shí)時(shí)性。整個(gè)系統采用先進(jìn)的設計思想，保證了系統的先進(jìn)性。整個(gè)系統運行一年來(lái)，性能穩定，運行可靠，并為該企業(yè)創(chuàng )造了一定的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
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