行車稱重?zé)o線遙測(cè)調(diào)度系統(tǒng)

一、概述

江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠是個(gè)大型現(xiàn)代化銅冶煉工廠，年產(chǎn)電解銅二十萬(wàn)噸，熔煉牢間是冶煉廠主生產(chǎn)車間，每天原料投入，產(chǎn)出量幾千噸，而且品種達(dá)十幾種，要將閃速爐，電爐產(chǎn)出冰銅用吊車送往轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)出粗銅送往精煉爐，原來(lái)采用幾種傳送方式，由于故障率高，有時(shí)采用載波由吊車工報(bào)數(shù)據(jù)，容易引起誤報(bào)和漏報(bào)。

貴溪冶煉廠與北京市自動(dòng)化系統(tǒng)成套工程公司合作開(kāi)發(fā)“行牢稱重?zé)o線遙測(cè)調(diào)度系統(tǒng)”，采用性能好，體積小，抗振性強(qiáng)的工作站、電臺(tái)。成功解決了行車稱重?zé)o線遙測(cè)調(diào)度問(wèn)題，經(jīng)過(guò)半年生產(chǎn)實(shí)踐證明傳送數(shù)據(jù)可靠、準(zhǔn)確。

二、行車稱重?zé)o線遙測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

1、構(gòu)成

系統(tǒng)前端由安裝在行車上的行車工作站構(gòu)成，行車工作站將行車稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將采集的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)無(wú)線電臺(tái)傳送給地面接收電臺(tái)，接收電臺(tái)將信號(hào)傳輸給地面工作站，地面工作站將接收到的信號(hào)進(jìn)行歸納處理、監(jiān)視，并通過(guò)雙絞線傳送給陽(yáng)極爐、閃速爐操作室顯示，通過(guò)以太網(wǎng)傳送給5臺(tái)轉(zhuǎn)爐操作室顯示，傳送給車間辦公室終端，車間辦公室進(jìn)行最終的數(shù)據(jù)歸納，生成報(bào)表(班報(bào)、日?qǐng)?bào)等>并打印。

2、硬件構(gòu)成

（1）行車工作站（共3臺(tái)）

主要采用PC/104數(shù)據(jù)采集卡和研華公司3.5寸餅干PC機(jī)PCM-4825L。該機(jī)主板上帶有Local bus IDE，UGA/LCD，兩個(gè)串口，一個(gè)井口和軟驅(qū)接口，并附帶16M電子硬盤。體積小巧卻達(dá)到了486級(jí)工業(yè)PC的配置。顯示屏采用EL場(chǎng)致發(fā)光器，低電磁干擾，抗震性強(qiáng)，工作溫度為-40度~85度。薄膜EL玻璃平板在其透明絕緣層和行、列電極矩陣之間夾著一層薄膜發(fā)光層。

整個(gè)薄膜層是在一個(gè)玻璃基座上以固態(tài)形式沉積而成，而不需要真空或液晶材料，因而具有*的抗震性能（100G）行和列電極以X-Y的形式排列，其交叉區(qū)形成一像素。在行電極上和列電極加上電壓，使相應(yīng)像素點(diǎn)上的熒光粉發(fā)光。從而使其具有良好的亮度、對(duì)比度和方便的可視性一寬視角大于160度。

（2）電臺(tái)（4臺(tái)）

采用無(wú)線一體化電臺(tái)，電臺(tái)為全封閉構(gòu)造，防塵抗震，溫度范圍為-30-70度。電臺(tái)通過(guò)RS-232接口與工作站相連。

（3）天車工作站減震性和防腐性設(shè)計(jì)

天車工作站由專業(yè)設(shè)計(jì)師精心設(shè)計(jì)而成，結(jié)構(gòu)上充分考慮到行車運(yùn)行時(shí)所處的特殊環(huán)境，空間小、煙氣大、震動(dòng)頻繁劇烈。在減震方面，結(jié)構(gòu)上采用雙層嵌套方式。在工作站內(nèi)裝有兩排平行導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上裝有可拉出、推進(jìn)的雙層平板，平板上則集成了各種控制器件和電源。在平板下面與拒底接觸部分裝有兩排阻尼減震器。而在工作站外部四個(gè)底角的固定部分又裝有橡膠減震墊。這樣通過(guò)由外到內(nèi)的兩層減震裝置，使外部震動(dòng)對(duì)平板的電子器件的影響減小到程度。在防腐方面，整個(gè)機(jī)拒采取密閉式結(jié)構(gòu)，只在控制柜兩側(cè)裝有兩個(gè)通風(fēng)口，一側(cè)裝有電扇向外抽風(fēng)，保持柜內(nèi)氣流流動(dòng)，幫助電子器件散熱。而另一側(cè)通風(fēng)口裝有一過(guò)濾器（過(guò)濾器內(nèi)裝有活性炭），將進(jìn)入柜內(nèi)氣流中的煙氣過(guò)濾掉，只要定期更換過(guò)濾器中的活性炭，就可有效防止煙氣對(duì)電子器件造成腐蝕。

（4）地面工作站

采用DELL公司的GX1臺(tái)式機(jī)，內(nèi)置3COM509網(wǎng)卡，與企業(yè)網(wǎng)相連。

三、系統(tǒng)軟件

1、行車工作站部分

行車工作站為系統(tǒng)的前端機(jī)，采用WINDOWS32操作系統(tǒng)和組態(tài)王2.0軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，輸入，計(jì)算，顯示功能，并在該軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)無(wú)線通訊驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)與地面工作站的通訊。

2、地面工作站部分

地面工作站為本系統(tǒng)的核心，采用WINDOWS NT操作系統(tǒng)和組態(tài)王5.1軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，并在該軟件的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)無(wú)線通訊驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)現(xiàn)與行車工作站通訊。

四、行車工作站人機(jī)聯(lián)系

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝需要，利用組態(tài)王軟件制作如下人機(jī)界面。圖2為行車工作站主窗體畫面，當(dāng)要稱重時(shí)，按FI鍵，顯示物料窗口，如圖3所示。圖3中有18種物料，根據(jù)提示所需的物料字母鍵，再按FI鍵確認(rèn)物料進(jìn)入圖2左上角方框中“1冰銅”。按A鍵，彈出包子號(hào)對(duì)話框，按對(duì)應(yīng)包子號(hào)，再按Enter鍵，包子號(hào)設(shè)定完了。按S鍵，顯示包箱窗口，如圖四所示，按對(duì)應(yīng)的包箱號(hào)(F1-F10鍵)設(shè)定完包箱號(hào)。按時(shí)鍵顯示來(lái)源和去向窗口，如圖五所示，設(shè)定物料從哪里來(lái)，送往那里去。

在圖2所示主畫面窗口中，設(shè)定好包子號(hào)，包箱號(hào)，爐號(hào)，來(lái)源去向后，可以進(jìn)行稱重。首先吊起空包子，這時(shí)顯示畫面上中顯示空包子和重量，實(shí)際測(cè)量值如23T，這時(shí)按D，測(cè)量重量進(jìn)入*框中。當(dāng)空包子裝滿物料（冰銅）后，再吊起裝滿冰銅的包子，顯示測(cè)量值如55T，這時(shí)按F5鍵，測(cè)量值55T進(jìn)入總重框中。再將裝滿冰銅包子吊到轉(zhuǎn)爐，將冰銅倒入轉(zhuǎn)爐后，再稱包子重量如30T，這時(shí)按F7鍵，測(cè)量值30T進(jìn)入空后框中，這是產(chǎn)生32T，裝入25T，包殼7T自動(dòng)進(jìn)入各自的顯示框中。這時(shí)按下發(fā)送鍵F11鍵，發(fā)送狀態(tài)燈亮，數(shù)據(jù)將發(fā)送到地面工作站。如果發(fā)送不成功，則通訊故障燈亮，操作工必須重新發(fā)送。

行車工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，首先監(jiān)測(cè)通訊線路是否被占用，若通訊線路被占用將不允許發(fā)送數(shù)據(jù)：若通訊線路未被占用，則向發(fā)送地面工作站發(fā)送數(shù)據(jù)。為保證通訊的正確性，在發(fā)送結(jié)束后，將等待一段時(shí)間接收地面站的返回信號(hào)。如果接收得的返回信號(hào)正確則表示數(shù)據(jù)發(fā)送成功；如果沒(méi)有收到地面工作站的返回信號(hào)，收到錯(cuò)誤的返回信號(hào)或通訊失敗信號(hào)則表示數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，通訊失敗后系統(tǒng)將重復(fù)上面過(guò)程再發(fā)送兩次數(shù)據(jù)，若發(fā)送仍舊失敗則通訊故障燈亮表示通訊故障。由于三臺(tái)行車工作站都要向地面工作站發(fā)送數(shù)據(jù)，所以可能出現(xiàn)三臺(tái)行車操作站中兩臺(tái)或三臺(tái)同時(shí)向地面站發(fā)送的通訊碰撞情況，系統(tǒng)預(yù)先規(guī)定好了行車工作站的優(yōu)先級(jí)別，優(yōu)先級(jí)別高的行車工作站優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)，優(yōu)先級(jí)別低的行車操作站等待優(yōu)先級(jí)別高的行車工作站發(fā)送完數(shù)據(jù)后再發(fā)送。

 五、地面工作站

地面工作站系統(tǒng)軟件運(yùn)行WINDOWS NT操作系統(tǒng)平臺(tái)，應(yīng)用軟件由三部分組成，電臺(tái)驅(qū)動(dòng)程序，地面站工程軟件，數(shù)碼管顯示軟件。

電臺(tái)驅(qū)動(dòng)程序用Visual C++開(kāi)發(fā)。當(dāng)行車操作站發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，地面工作站的電臺(tái)接收到信號(hào)后，地面工作站首先判斷是幾號(hào)行車工作站發(fā)送的數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)的性質(zhì)(是要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)還是要執(zhí)行的命令)，對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。如果沒(méi)有通過(guò)校驗(yàn)向行車工作站發(fā)送通訊失敗信號(hào)：如果通過(guò)校驗(yàn)先給行車工作站發(fā)送接收正確信號(hào)，再根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)的性質(zhì)將數(shù)據(jù)傳送給行叫車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)或執(zhí)行代表的命令。

地面站工程軟件是地面工作站系統(tǒng)軟件核心，提供了良好的人機(jī)界面。通過(guò)DDE方式將電臺(tái)驅(qū)動(dòng)軟件接收的數(shù)據(jù)傳送到行車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，供運(yùn)行人員參考。

通過(guò)地面工作站將廠內(nèi)的光纖環(huán)網(wǎng)及轉(zhuǎn)爐工段的局域網(wǎng)連接起來(lái)，使地面工作站成為全廠企業(yè)網(wǎng)與轉(zhuǎn)爐工段控制網(wǎng)之間的網(wǎng)關(guān)，這樣廠內(nèi)和轉(zhuǎn)爐工段均可得到行車工作站發(fā)送的數(shù)據(jù)，且互不干擾，提高了生產(chǎn)的安全性，從而，也提高了本系統(tǒng)的實(shí)用性。轉(zhuǎn)爐工段服務(wù)器上運(yùn)行AB公司的RS VIEW組態(tài)軟件，通過(guò)NETDDE方式使轉(zhuǎn)爐工段各操作站上讀到行車工作站發(fā)送的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)直接控制現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)爐的旋轉(zhuǎn)和燃燒。

在閃速爐、陽(yáng)極爐工段，我們采用了AC四ON公司生產(chǎn)的基于LON總線開(kāi)發(fā)的顯示模塊。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊與閃速爐數(shù)碼管顯示模塊、陽(yáng)極爐數(shù)碼管顯示模塊通過(guò)雙絞線連接組成LON網(wǎng)，地面工作站利用RS-232口將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊分發(fā)給不同的顯示模塊。閃速爐前操作室的顯示模塊，顯示閃速爐產(chǎn)出的物料號(hào)、重量：陽(yáng)極爐操作室的顯示模塊，顯示陽(yáng)極爐物料的裝入量、產(chǎn)出量。

六、行車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)

行車工作站發(fā)送下來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)于工廠的生產(chǎn)調(diào)度十分重要，需要對(duì)其進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、分析、打印。因此，在地面工作站中建立了行車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)行車工作站發(fā)送的每一次數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。行車系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)做成標(biāo)準(zhǔn)的ODBC數(shù)據(jù)源，可以方便地使用VISUAL BASIC做對(duì)其進(jìn)行查詢和報(bào)表打印。地面工作站連接在工廠企業(yè)網(wǎng)上，因此可以在工廠的任何地方對(duì)行車工作站的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。