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    南京匯翔自動化系統工程有限公司


    總線技術在軋鋼在線測試系統的應用
    2018-2-3
    來源:未知
    點擊數:  2240        作者:未知
    • 0、引言 

         鋼材軋制前對鋼坯出爐溫度進行檢測是保證軋鋼質量的一項重要措施。傳統的人工測試難以保證產品質量,生產效率較低,實現軋鋼在線的溫度和支數自動測量具有重要意義。由于軋鋼線距離遠,采用現場總線網絡結構可有效降低系統造價?,F場總線是一種應用于工業控制的計算機網絡,完備的網絡系統支持7層協議,如lonworks和profibus,這種網絡可以通過網關和INTERNET/INTRANET相連,組成較大系統。簡化3層協議以其結構簡單、產品品種全、使用方便,在小型自動化系統中仍被廣泛應用,如CAN,RS-485等網絡。本系統采用RS-485標準總線技術,集數據的采集、處理及網絡通訊為一體,實現了鋼坯出爐的溫度采集和實時監測。利用兩個輻射測溫儀判斷鋼坯行走方向,并實現鋼坯支數計數。 


      1、系統組成及工作原理 

         如圖l所示為一個RS-485總線結構的鋼坯在線測試網絡。網絡的五個節點分布在現場的不同位置,對應的智能單元分別為兩個分光比色輻射溫度測試儀、兩個溫度顯示報警儀表和一個大屏幕顯示器。調度計算機經COMl通訊口通過RS232C到RS485轉換器ADAM4520向網絡的各節點發布命令,協調與各智能單元之間49數據通訊。 


         分光比色輻射溫度測試儀由本單位研制,該儀表采集兩路不同波長的光強經過內置單片機系統的數據處理后,以RS485總線標準輸出測試鋼坯的溫度峰值、溫度谷值、溫度均值和溫度即值等多種數據。圖1中的兩個測溫輻射測溫儀功能相同,一塊稱作主測儀,另一塊稱作輔測儀。主測儀負責采集鋼坯均值溫度和峰值溫度;輔測儀配合主測儀判斷鋼坯行進方向,并對支數進行加1或減l計數。大屏幕LED顯示器顯示當前日期、時間、鋼壞溫度均值和鋼壞支數等信息。兩個溫度顯示表分別安裝在兩個操作間內,通過RS-485總線接收主機數據,顯示鋼壞溫度均值并給出報警信號。微型打印機以串行方式與主機的COM2通訊口連接,在線紀錄超限報警信息。 

      2、系統軟件設計 

         系統的軟件設計分為五大功能模塊:溫度采集、網絡通訊、溫度報警、文件管理及鋼坯計數等。系統程序在window98系統下VB6.0軟件開發,界面由四部分組成。第一部分是菜單命令窗口;第二部分是數據顯示窗口,以滾屏方式顯示數據;第三部分是狀態窗口,位于屏幕底端,用于顯示當前的設置參數、系統運行狀態及超限報警信息;第四部分專門用于顯示當前日期和時間。通過菜單操作可實現運行、打印、參數設置、暫停、退出及幫助等多項功能。


         根據不同任務的工作特點,軟件采用前臺和后臺并行運行的連續工作方式。前臺一般采用菜單命令的直接操作方式,例如:歷史數據打印和當前數據打印、溫度超限值設定和鋼坯支數的修改操作等。而后臺則是系統實時進行的網絡通訊、鋼坯計數、數據存盤、溫度超限報警等。 

         

      2.1網絡通訊協議及程序實現 
         網絡工作方式采用主機調度按優先級分時聯絡的工作方式,通訊波特率為9600bps,字符格式為1個起始位,8個數據位,1個停止位,元奇偶校驗的標準異步格式??偩€上的設備均為本單位研制的產品,通訊協議兼容研華ADAM4000系列,命令集如表1所示。


         命令語法中,第一個字符(如:#、>和@)表示命令的定界符;AA表示指定設備的十六進制地址碼,例如:本系統主測儀表的地址為0BH、輔測儀表為0CH;N為溫度類別,0為即值,1為峰值,2為谷值,3為均值;每個命令以回車字符結束。如果總線設備檢測到通訊錯或指定的地址不存在時,則不應答,程序設計時給出故障信息并作處理;如果正確,則執行相應操作,并返回數據或信息。由于Visual Basic能夠快速創建Windows應用程序,功能強大,容易學習和掌握,維護方便,因此,VB編寫工業控制軟件較為普遍。 Visual Basic的MsComm控件為應用程序提供完善的串行通訊功能,能夠滿足系統通訊軟件的編程要求。

         系統與各節點的通訊時,如果響應信息超時或出現故障,將導致采集數據丟失甚至造成系統故障,所以通訊過程使用了兩個定時器控件,一個用于發送命令,實例為timComm_Timer,定時器的觸發間隔為100ms。另一個定時器控件實例timCom-mErr_Timer用于檢測通訊系統的異常,即當每次通訊超過70ms沒有響應時,該定時器進行錯誤處理并轉向下一個單元的命令發送。TimComm_Timer事件發生時,還使用一個定時器定時10s,更新大屏幕的日期和時間等四組數據。實現方法是將modBusy置為Flase在timComm_Timer的事件中發送這4組數據。 
         在OnComm事件發生時,根據任務完成數據處理。


         2.2鋼坯支數計量方法 


         本系統是在鋼坯出爐時測試鋼坯溫度并記錄鋼坯支數。軋制時可能由于軋滾故障,造成軋線停滯,由此造成剛出爐的鋼坯停滯或回爐。因此,支數計量需要判斷鋼坯的行進方向,出爐時,支數加1,因爐時支數減1。系統中采用兩個輻射測溫儀根據鋼坯進入視區的先后次序判斷鋼坯行進方向,并根據方向對鋼坯支數進行加1或減1計數。正常情況下,出爐鋼坯在1100℃左右,設定有鋼坯通過的闋值溫度為900℃。安裝時,兩個測溫儀測溫點間距2m,鋼坯長度4m左右,鋼坯通過時,兩個測溫儀能同時測到有鋼通過。鋼坯在溫度測試點上有正向通過、反向通過、停滯→段時間、前后移動等多種情況。鋼坯支數計數程序testBillet的程序流程圖如圖2所示。testBillet過程是在OnComm事件處理程序中調用的,由狀態變量State Var指示錮坯通過測溫儀時各種狀態。沒有鋼坯通過State Var=0,此時,程序讀取兩個測溫儀數據,當主測溫儀大于900℃,輔測溫儀小于900℃,鋼坯正向進入視區,置State Var=1,進入正向過程鋼坯測試;當輔測溫儀大于900℃,主測溫儀小于900℃,鋼坯反向進入視區,置State Var=2,進入反向過程鋼坯測試。正向過程鋼坯測試,判斷是否正向結束,如果正向結束,支數加1,并計算均值和峰值;否則,鋼坯在測試點回爐,程序返回。反向過程鋼坯測試,則判斷鋼坯是否反向結束,如果反向結束,支數減1;否則是測試點的鋼壞移動,支數不變。 

      3、結束語 

         采用RS-485總線技術,簡化了現場布線,降低了系統成本。軟件設計采用windows98下VB6.0設計,充分利用了可視化編程語言提供的強大功能,界面友好,編程簡單,維護方便。采用雙測溫儀進行溫度測量和判斷鋼壞行進方向,完成對復雜鋼壞運行情況下鋼壞支數的計數功能。該系統經過濟南鋼鐵公司的近一年的現場運行,證明系統功能完善,性能穩定,測溫精度高,使用方便。

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