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        柳鋼電子皮帶秤的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

        2014-12-06 09:29:16羅志成
        冶金動力 2014年9期
        關鍵詞:皮帶秤串口遠程

        羅志成

        (柳鋼計控所,廣西柳州 545002)

        1 前言

        隨著柳鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大,物資計量站點也隨之增多。為解決設備增多和人員相對較少的矛盾,優(yōu)化和合理利用人力資源.柳鋼進行了皮帶秤遠程監(jiān)控系統(tǒng)項目的研制與應用。將物資計量數(shù)據(jù)(皮帶秤)的生成、采集、傳遞、分析、查詢、匯總、結算等物資計量管理的各個環(huán)節(jié)信息化,能夠全面提高公司的物資計量管理水平。

        2 系統(tǒng)的功能、硬件及軟件組成

        電子皮帶秤網(wǎng)絡功能的增強也是電子皮帶秤智能化的具體表現(xiàn),網(wǎng)絡功能的引入是用戶可進行多臺皮帶秤聯(lián)網(wǎng),進行集中監(jiān)控,與上位機通信的實現(xiàn)使用戶可方便地將數(shù)據(jù)進行存儲。皮帶秤的計量數(shù)據(jù)通過MOXA串口服務器(在監(jiān)控計算機上模擬多個串口.通過模擬串口進行數(shù)據(jù)的遠程采集)傳送至接入層交換機(研華2108).然后通過光纖收發(fā)器傳送至分布層交換機(CⅠSC02960).最后通過光纖模塊傳送至核心層交換機(CⅠSC03750)后傳送至數(shù)據(jù)采集工作站.工作站將采集到的計量數(shù)據(jù)傳送至服務器以供計量管理使用。

        2.1 功能設計

        如圖1所示,根據(jù)柳鋼的實際情況,利用工控機通過RS-485總線在電子稱重控制器湘計和一UN1上采集皮帶秤的稱重信息。采用VB.NET語言開發(fā)基于SQL Server數(shù)據(jù)庫的檢斤數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)程序,實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的自動存儲、智能化管理、根據(jù)用戶需求打印報表:基于ASP.NET技術開發(fā)網(wǎng)絡信息系統(tǒng)平臺,為管理部門、財務部門提供實時的物流數(shù)據(jù)。

        圖1 柳鋼皮帶稱的遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺示意圖

        2.2 系統(tǒng)設計的模型

        系統(tǒng)設計模型如圖2所示。

        圖2 系統(tǒng)設計模型示意圖

        2.3 軟件構架

        軟件構架見圖3。

        圖3 軟件構架示意圖

        2.4 硬件構架

        聯(lián)想臺式機、研華工控計算機放置在皮帶秤無人值守監(jiān)控室內(nèi).通過遠程監(jiān)控軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、查詢和匯總。在皮帶通廊安裝攝像裝置.對皮帶運行情況進行全天24 h監(jiān)控。通過視頻服務器及相關的網(wǎng)絡設施傳送至設在皮帶秤無人值守監(jiān)控室內(nèi)的監(jiān)控計算機,顯示、監(jiān)控各皮帶秤計量點的現(xiàn)場皮帶運行情況,井可查看每個皮帶秤的實時和歷史監(jiān)控錄像。

        3 皮帶秤的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)平臺

        3.1 系統(tǒng)開發(fā)的平臺

        系統(tǒng)開發(fā)的平臺是visual studio.NET,相同的情況下用visual studio.NET開發(fā)比ASP等速度快,維護升級容易,頁面、代碼分離;代碼可復用等等特性讓再次開發(fā)變得容易。visual studio.NET布局簡單,能非常簡單的實現(xiàn)大型商務網(wǎng)站的布局,可成本卻非常低,可跨平臺操作,不需修改代碼,可忽略硬件開發(fā)壞境,不管32位還是64位,完全面向對象,方便設計,調(diào)試方便,開發(fā)周期短、易維護,可以滿足基本的企業(yè)需求。

        3.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

        數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) (database management system)簡稱DBMS,是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件,是用于建立、使用和維護數(shù)據(jù)庫.它對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制,以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性.用戶通過DBMS訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫管理員也通過DBMS進行數(shù)據(jù)庫的維護工作.它提供多種功能,可使多個應用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立,修改和詢問數(shù)據(jù)庫.它使用戶能方便地定義和操縱數(shù)據(jù),維護數(shù)據(jù)的安全性和完整性,以及進行多用戶下的并發(fā)控制和恢復數(shù)據(jù)庫。

        3.3 遠程服務器的設計

        為更好的查看稱重數(shù)據(jù),我們采用ASP.NET技術設計了B/S應用程序,相關部門可通過網(wǎng)絡權限對服務器進行相關數(shù)據(jù)查詢,B/S應用程序檢設計三個功能模塊:日報表查詢模塊、月報表查詢模塊及檢斤單查詢模塊。

        皮帶秤數(shù)據(jù)通過串口服務器.將現(xiàn)場稱重的皮帶秤的串口鏡像到網(wǎng)絡中.進行遠程的數(shù)據(jù)采集,原理如圖4所示。

        圖4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖

        遠程監(jiān)控系統(tǒng)將物資計量數(shù)據(jù)的生成、采集、傳遞、分析、查詢、匯總等物資計量管理的各個環(huán)節(jié)信息化,能夠全面提高公司的物資計量管理水平.提供優(yōu)質的計量服務.產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益,實現(xiàn)了集中管理、實時監(jiān)控,減少了運行設備,降低了維護成本。

        ①所要采集的皮帶秤儀表數(shù)量及類型:共20臺儀表,湘計和一UN1;

        ②將儀表連接至串口數(shù)據(jù)服務器后.通過光纖收發(fā)器、交換機等網(wǎng)絡設備傳輸至存儲用的計算機或服務器。

        ③采用摩沙 (MOXA)Nport2串口設備聯(lián)網(wǎng)服務器,其特點是可以讓串口設備立即聯(lián)網(wǎng)。

        4 實際應用情況

        4.1 應用情況

        遠程監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計控所主控機房內(nèi)的一臺工控機中,通過二十路RS-485與電子皮帶機稱重控制器的RS-458接口相連,通過工控機內(nèi)置接口卡連接到LAN,工控機兼作WEB服務器向LAN用戶提供稱重即時信息。計算機與現(xiàn)場稱重儀表通過多串口服務器實現(xiàn)稱重數(shù)據(jù)采集,直接將現(xiàn)場儀表采集到的模擬稱重數(shù)據(jù)通過多串口服務器傳遞到控制室數(shù)據(jù)采集計算機上,轉換成數(shù)字信號進行顯示.并同時存入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫以方便查詢。通過散據(jù)采集查詢軟件將現(xiàn)場稱重數(shù)據(jù)統(tǒng)一顯示在一個主界面上,顯示界面直觀、簡潔,并按現(xiàn)場皮帶秤計量進行分組顯示。

        系統(tǒng)安裝運行一年多來,工作情況良好,數(shù)據(jù)管理的自動化使得操作人員節(jié)省了大量數(shù)據(jù)抄錄的時間,為技術員分析問題提供了詳盡的數(shù)據(jù)。

        4.2 存在干擾問題

        (1)干擾存在的主要方式

        RS485總線是采用差分平衡電氣接口,具有較強的抗電磁干擾能力,但在實際應用中,RS485總線并未達到人們期望的效果。問題往往出現(xiàn)在以下幾個方面:第一網(wǎng)絡拓撲不合理,未按照總線型網(wǎng)絡拓撲布線,成為事實上的星型拓撲;其二傳輸線與接收和發(fā)送端設備連接不正確,削弱了平衡線的抗干擾能力;第三公用雙絞線,未進一步采取抗干擾措施,比如采用屏蔽雙絞線.雖然在造成干擾的方式上有所不同但在干擾的表現(xiàn)形式上只有兩種:一種是反射增加了信號畸變程度;一種是外部的干擾由于平衡條件被破壞,共模干擾變成了串模信號進入傳輸線。

        除此之外,還存在以下三種方式的信道干擾:

        ①電源干擾:在工業(yè)系統(tǒng)中大功率電氣設備的啟停,負載電流的快速變化,使電網(wǎng)波形發(fā)生畸變產(chǎn)生的干擾。

        ②信道干擾:雜散電磁場通過感應和輻射方式進入的干擾。電子皮帶秤儀控現(xiàn)場的大功率電氣設備啟停運行時,會產(chǎn)生交變的電磁場;高壓控制柜中變壓器以及開關器件通斷產(chǎn)生的放電干擾是信號傳輸中最嚴重的干擾。

        ③地線干擾:信號的接地選擇不當或接地不良產(chǎn)生的干擾。當傳輸信號處于脈沖工作狀態(tài),動態(tài)脈沖電流在雜散的接她阻抗上產(chǎn)生干擾電壓,對信道中傳送的信號構成嚴重的干擾。

        (2)干擾抑制的方法

        ①使用質量優(yōu)良的屏蔽線纜.并且在遠程站機柜內(nèi)將信號線纜屏蔽的一端有效接地,從而徹底隔斷由電磁感應和輻射方式進入的干擾。

        ②稱重顯示控制器信號傳輸端接地安全接“零”,可以有效清除電阻耦合產(chǎn)生的干擾。

        在采取上述措施后,影響數(shù)據(jù)傳送的干擾基本得到了有效的抑制,滿足了生產(chǎn)數(shù)據(jù)同步傳遞的生產(chǎn)需求。

        5 結語

        皮帶秤遠程監(jiān)控系統(tǒng)平臺的設計應用,取得了一定的成績,但生產(chǎn)實際對電子皮帶秤的要求也越來越高的,這就需要科技工作者在電子皮帶秤的發(fā)展方面不斷努力。人機界面的優(yōu)化可以對實際生產(chǎn)、控制以及生產(chǎn)成本等方面帶來很大益處.因此,好的人機界面也是電子皮帶秤追求的一個目標.隨著網(wǎng)絡應用的普及,電子皮帶秤系統(tǒng)中網(wǎng)絡的引入成為一種趨勢,因此基于網(wǎng)絡的人機界面將取代現(xiàn)存的人機界面模式,但未來電子皮帶秤的網(wǎng)絡不僅僅是傳送數(shù)據(jù)這么單調(diào)。隨著嵌入式系統(tǒng)技術在電子皮帶秤應用上的深入,其網(wǎng)絡功能將更強更全.遠程監(jiān)控將是電子皮帶秤發(fā)展的一個趨勢。

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