摘　要：介紹熱處理分布式監(jiān)控系統(tǒng)的實施方案。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)配置，軟件思路。系統(tǒng)已投入實際運行。

1系統(tǒng)組成

　　該系統(tǒng)主要用于熱處理車間所有電爐的爐溫測量控制和高溫油爐溫度測量。系統(tǒng)由上位機(jī)、板卡、adam-4000模塊、儀表柜(內(nèi)置智能儀表、輸入輸出模塊、晶閘管調(diào)整器)等組成。

　　熱處理車間各測點分散，要求系統(tǒng)具有較高的傳輸速率，因此采用rs-485工業(yè)現(xiàn)場總線結(jié)構(gòu)，傳送速率1200bps～38.4kbps，傳送距離達(dá)1200米。設(shè)計上位機(jī)與具有現(xiàn)場總線功能的智能儀表、模塊分級控制，以使系統(tǒng)具有較高的開放性與可靠性。由于熱處理車間環(huán)境條件差，灰塵大，干擾強(qiáng)，系統(tǒng)控制中心的上位機(jī)采用研華公司生產(chǎn)的aw8-8248一體化工作站。鑒于測點較多，主機(jī)內(nèi)插入一片pcl-745b板卡以實現(xiàn)主機(jī)與智能儀表、功能模塊的高速通訊。下位機(jī)選用智能儀表和遠(yuǎn)端i/o模塊，通過rs-485網(wǎng)絡(luò)與上位機(jī)通訊，無需使用溫變和補(bǔ)償導(dǎo)線以節(jié)省投資。電爐下位機(jī)采用千野公司生產(chǎn)的kp型數(shù)字式程序調(diào)節(jié)儀，高溫油爐下位機(jī)采用adam-4018、adam-4050模塊。系統(tǒng)框架如圖1。硬件技術(shù)性能說明如下：

　　(1)aws-8248是研華公司的pc-based用于工業(yè)控制的高度整合的一體化工作站，工業(yè)級外殼及內(nèi)部設(shè)計特別適用于惡劣工作環(huán)境。

　　(2)pcl-745b板卡提供兩個獨立rs-422/485帶3000v絕緣隔離的串行接口，適用于windows下的高速i/o傳送，它將智能儀表和adam模塊信號上傳至計算機(jī)，并可輸出計算機(jī)的控制信號，達(dá)到實時調(diào)控的目的。

　　(3)采用adam-4018八通道熱電偶輸入模塊來采集高溫油爐熱偶信號并通過rs-485網(wǎng)絡(luò)送至上位機(jī)，adam-4050八通道數(shù)字量輸出模塊接受上位機(jī)指令，向各電爐控制柜、控制室發(fā)送報警控制信號。

　　(4)kp數(shù)字式程序調(diào)節(jié)器采用高性能的微處理器，指示精度為±0.1％，控制切換周期為0.1秒。該調(diào)節(jié)器具備非常完善的功能。(a)可存儲19種工藝曲線，程序段能任意連接、反復(fù)。(b)該儀表可以實現(xiàn)對爐溫的各種調(diào)節(jié)方式，如兩位式調(diào)節(jié)、pid調(diào)節(jié)，具備自整定功能。因此，爐溫調(diào)節(jié)完全由kp調(diào)節(jié)器完成，不再由上位機(jī)承擔(dān)，使系統(tǒng)功能分散，可靠性高。通過rs-485接口，可把儀器的目標(biāo)值及各種參數(shù)傳送給上位機(jī)，也可用上位機(jī)對儀器進(jìn)行設(shè)定。儀表輸出4～20ma信號給晶閘管調(diào)整器，實現(xiàn)電爐閉環(huán)控制。

　　(5)jt系列晶閘管調(diào)整器將觸發(fā)單位與晶閘管一體化，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于盤裝，三相調(diào)功模塊無觸點控制，運行可靠無噪聲。調(diào)整器接受4～20ma信號，控制饋送到電爐的動力電源。熱處理電爐爐絲為鐵鉻電阻溫度系數(shù)小的發(fā)熱體，控制方法選擇電壓反饋相位控制方式。

2系統(tǒng)功能及特點

　　(1)集中控制各種熱處理爐，數(shù)目可達(dá)幾十臺，自動實現(xiàn)所要求的控溫?zé)崽幚砉に嚒?br>　　(2)實時監(jiān)測高溫油爐溫度。
　　(3)支持同一電爐多回路調(diào)節(jié)(分段控溫)。
　　(4)自動控制過程記錄曲線，可選擇工藝設(shè)定曲線和控溫調(diào)節(jié)記錄曲線；對各電爐，智能儀表的工藝控制均有獨立的記錄曲線，記錄文件可長期保存在硬盤中供隨時調(diào)閱、打印，以便監(jiān)督工藝執(zhí)行情況，分析事故原因。
　　(5)具備斷偶、越限等完善的報警功能，報警事件自動記錄(可長期保存)。
　　(6)系統(tǒng)具備分級控制權(quán)限，不同層位人員具備不同權(quán)限。
　　(7)具有良好的系統(tǒng)擴(kuò)充性。

3軟件設(shè)計

　　整個系統(tǒng)的軟件設(shè)計以windows 9x為運行環(huán)境，采用vb 6.0編寫，操作界面為全中文圖形。

3.1系統(tǒng)初始化自檢模塊

　　初始化工作以窗體的form-load事件完成，將通信端口在窗體加載時打開，并初始化4018、4050、kp儀表以及繪制趨勢圖所需圖片框、繪圖筆數(shù)、數(shù)組等。

3.2實時通訊控制模塊

　　本系統(tǒng)中adam-4000模塊通訊規(guī)定：主機(jī)下發(fā)命令分地址部分和參數(shù)部分，現(xiàn)場監(jiān)控單元上報采集的數(shù)據(jù)。分布式模塊的命令發(fā)送后，必定有返回字符串。kp儀表與主機(jī)之間的通訊是在雙方約定的交握協(xié)議下，通過查詢“參數(shù)地址”傳送儀表參數(shù)。

　　系統(tǒng)采用visual basic 6.0的mscomm32.ocx控件中的事件驅(qū)動方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。mscomm控件需程序設(shè)置如下屬性：

　　(1)port屬性：設(shè)置或返回通信端口號。
　　(2)portopen屬性：打開或關(guān)閉用commport屬性設(shè)置的通信端口。
　　(3)settings屬性：設(shè)置或返回波特率、校驗位、數(shù)據(jù)位、停止位等通信參數(shù)。
　　(4)input屬性：從接受緩沖區(qū)讀入字符。
　　(5)output屬性：向發(fā)送緩沖區(qū)寫入字符。
　　(6)handshaking屬性：指定通信雙方的交握協(xié)議。

　　由于rs-485網(wǎng)絡(luò)上的模塊及儀器傳輸速度分很多種，采用上述傳輸方式可將主控計算機(jī)上的通信速度與模塊速度一致。其中含有checksum的檢查，使結(jié)果較為正確。

　　上位機(jī)和下位機(jī)的通信采用查詢方式，即上位機(jī)根據(jù)所給的下位機(jī)的站址，按小站址到大站址順序查詢。當(dāng)上位機(jī)查詢到所指定的下位機(jī)站址時，發(fā)送數(shù)據(jù)信號