一、 概述
納米提取計算機監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng),是我公司根據(jù)用戶的實際需要而研制、開發(fā)的生物提取納米實時監(jiān)測、控制系統(tǒng),其硬件由我公司研制的工業(yè)控制計算機及RemoDAQ-8000分散式數(shù)據(jù)采集模塊,軟件采用iFIX組態(tài)軟件,整個系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠,保證了系統(tǒng)監(jiān)測的準確性和控制的實時性,同時組建小型局域網(wǎng),可以達到主站與各分站同時去監(jiān)測、控制的效果。
?
?
圖為生物提取納米實時監(jiān)測、控制系統(tǒng)中主畫面
二、特點及技術指標
(一) 技術指標
● 數(shù)據(jù)采集采用工業(yè)現(xiàn)場總線模塊,測量誤差小于0.05%FS。
● 被測儀表、被控設備與計算機系統(tǒng)的最大距離可達1200m.
● 監(jiān)測、控制響應時間:10s
● 數(shù)據(jù)通信方式:RS485
● 最大連接模塊數(shù):255
● 通信頻率:115.2Kbps
(二) 特點
● 全中文操作界面,簡單方便。
● 所有操作用鼠標進行,不需鍵盤。
● 單臺計算機可同時監(jiān)測、控制四臺機組。
● 可打印實時監(jiān)測數(shù)據(jù)和控制狀態(tài)。
● 自動統(tǒng)計日、月、年報表,并可顯示、打印。
● 故障自診斷功能,可實時檢測計算機系統(tǒng)和外圍設備(包括監(jiān)測、控制設備)的使用狀況。
● 可通過主機來控制各站點的參數(shù)設置,調整溫度、液位的量程,輸出方式、模塊地址、通道等。
● 可顯示、打印實時曲線、歷史曲線,可同時顯示多條曲線。
● 對不具備在線檢測的項目,系統(tǒng)允許輸入離線化驗結果。
● 主顯示可在各站點間進行切換。
● 可以圖形方式動態(tài)顯示控制狀態(tài)。
● 軟、硬件兩級看門狗,保證系統(tǒng)連續(xù)運行。
● 允許其它傳輸方式及協(xié)議的監(jiān)測、控制設備引入系統(tǒng)。
● 支持網(wǎng)絡功能,可通過網(wǎng)絡將監(jiān)測、控制、統(tǒng)計數(shù)據(jù)提供給允許的其它計算機。
● PID調節(jié):通過RemoDAQ-8080模塊采集上來的輸入信號與上位機下傳的給定信號進行比較,如果超出設定的調節(jié)偏差范圍,則按照上位機下傳的PID系數(shù)進行PID調節(jié),結果經(jīng)輸出模塊處理后去控制調節(jié)閥。
三、工作原理
?
?
??? 通過RemoDAQ-8520(將計算機系統(tǒng)的RS232C通信轉換為RS-485通信,RS-485允許點對多點通信,最多可連接255個模塊,每個模塊(除通信轉換模塊如8520)均有唯一地址,其內部也有單片機進行工作,當無新指令的情況下,單片機按照原有指令進行工作,數(shù)據(jù)采集模塊將輸入端的電壓或開關量信號采集并放入模塊內存;輸出模塊根據(jù)內存中的數(shù)據(jù)進行輸出。
系統(tǒng)要對一模塊進行訪問,首先檢測現(xiàn)場總線是否空閑,當空閑時,向總線發(fā)送地址,此時每個模塊的通信輸入口均打開,通信輸出口關閉;當總線上的地址與某一模塊相匹配時,該模塊進入準備接收指令狀態(tài),系統(tǒng)緊接著發(fā)送一條指令,隨后關閉RemoDAQ-8520通信輸出口,地址匹配的模塊根據(jù)指令進行處理,然后打開通信輸出口,向總線發(fā)送返回信息并關閉通信輸出口,系統(tǒng)接收到返回信息后再進行相應數(shù)據(jù)處理。
四、模塊說明
??? (一) RemoDAQ-8520:RS-232C、RS-485轉換模塊
標準計算機的配置均只提供RS-232C通信口,由于RS-232C只能進行點對點通信,且轉輸距離短,不適應工業(yè)應用,因此必須將其轉換。
RS-485通訊除具有一點對多點的通訊特性外,其通信信號采用比較方式,在數(shù)據(jù)發(fā)送端,一根線為高電平時,另一根為低電平;在數(shù)據(jù)接收端,只要一根線與另一根線的電壓差大于200mV,即可判別傳輸?shù)臄?shù)據(jù)狀態(tài),因此可進行長線傳輸,最大距離可達1200m。
采用標準雙絞屏蔽線,系統(tǒng)傳輸頻率為9600bps,最大可達38.4kbps。
(二) RemoDAQ-8017:6分差,2單端或8路差動(跳線選擇)
RemoDAQ-8017提供6個差分隔離輸入通道,其轉換分辨率為±16位,線性誤差小于0.01%FS。模塊允許修改輸入范圍:±150mV, ±500mV,±1V,±5V,±10V,±20mA。在選擇±20mA輸入時,輸入端必須并接一個250Ω優(yōu)于0.05%的精密電阻。
通過軟件還可修改模塊的地址、通信速度、開/關某一通道。
為了保證系統(tǒng)的可靠性和準確性,2個單端輸入通道,一般不使用。
(三) RemoDAQ-8068:8路繼電器輸出模塊
RemoDAQ-8060提供8路繼電器觸點輸出,其中4路為常開觸點,4路為常開、常閉觸點,觸點容量為AC:220V@1A DC:30V@2A。
通過軟件可修改模塊的地址、通信速度。
(四) 其它模塊
根據(jù)用戶的需要,系統(tǒng)還可以連入其它模塊:
RemoDAQ-8080模塊:為4路頻率/計數(shù)輸入模塊,主要功能是模擬量輸入/輸出,數(shù)字量輸入/輸出,定時器/計數(shù)器,如流量的采集。
RemoDAQ-8034模塊:為4通道RTD輸入模塊,主要用于采集溫度、濕度等數(shù)據(jù)。
RemoDAQ-8024模塊:為4通道模擬輸出模塊,主要功能是模擬量轉數(shù)字量,數(shù)字量轉模擬量,用于采集溫度、濕度等數(shù)據(jù)。
?
五、接線
??? (一)計算機與RemoDAQ-8520間的接線
計算機的RS-232C通信口為D型9芯扦針,RemoDAQ-8520接口為D型9芯扦座,可自做一根9芯電纜,連接計算機和RemoDAQ-8520,電纜長度不大于15m。
在系統(tǒng)出廠時,該電纜已提供。
(二) 模塊供電
模塊的工作電壓為10V-30V,一般提供DC24V。由于信號為差分比較信號,對于較分散的模塊,可獨立用一電源供電,對系統(tǒng)通信無任何影響。
電源的'+'端接模塊有+Vs;電源的'-'端接模塊的Gnd。
(三) 通信電纜連接
雖然模塊通信電纜的連接方式為并聯(lián),為了減少噪聲,應盡量減少分岔點,即信號電纜直接接到模塊的接線端,然后再從接線端引出信號線接其它模塊。
為了保證通信信號波形的正常,對較長通信電纜,在模塊信號線端可能需并一電阻,具體阻值根據(jù)傳輸線的長度和接入的模塊數(shù)而定。
模塊的DATA+接DATA+,DATA-接DATA-。
(四)儀表或控制設備與模塊的連接
連線時要保證輸入端或輸出端的極性。對輸入模塊,必須保證輸入端的電壓在正常范圍,否則會導制模塊異常,甚至永久損壞。
六、系統(tǒng)配置
1、工業(yè)計算機: 四套(其型號、性能根據(jù)用戶的要求進行配置)。
2、不間斷電源:UPS 1000W 一臺
3、通信轉換模塊:RemoDAQ-8520 四塊(其中一塊為備用)。
4、模數(shù)轉換模塊:RemoDAQ-8017若干選配,根據(jù)用戶的采集地點和采集數(shù)量而定,另加一塊備用。
5、頻率/計數(shù)輸入模塊:RemoDAQ-8080若干選配,另加一塊備用。
7、RTD輸入模塊:RemoDAQ-8034若干選配,如要測量某一點溫度,而該點無溫度表或表無輸出,可用該模塊配熱敏電阻直接測量溫度,另加一塊備用。
8、繼電器輸出模塊:RemoDAQ-8068 若干選配,根據(jù)控制點而定,另加一塊備用。
9、模擬輸出模塊:RemoDAQ-8024若干選配,另加一塊備用。