基于鼎升力創R-8188和R-8018模塊的鋼化爐采集傳輸系統

[摘要]本文介紹了利用鼎升力創PC-BAESD 控制器R-8188和和遠程智能采集模塊R-8018構架的采集傳輸系統的方法，根據不同通訊協議，稍加修改可應用到多種通訊協議中。
[關鍵字]R-8188 R-8018 溫度采集,數據傳輸
前言
隨著當前建材行業的發展，安全玻璃已經越來越受到關注。安全玻璃的主要原料是鋼化玻璃，秦皇島市運通玻璃機電有限公司生產的玻璃鋼化機組是將平板玻璃加工成鋼化玻璃的機組。此機組的主要原理是先將玻璃加熱到一定溫度，然后進行淬冷。在鋼化玻璃生產過程中，對產品質量影響最大的是如何使玻璃形成較大而均勻的內應力。而對產量影響最大的則是如何防止炸裂和變形。不論是上述哪個影響因數都與玻璃的加熱和冷卻條件密切相關，因此機組爐內溫度采集的準確及時對控制溫度起著至關重要的作用。
系統構成
系統由HITECH觸摸屏、三菱Fx-2N系列PLC、鼎升力創R-8188 PC-BASED 控制器、鼎升力創溫度采集模塊R-8018、溫度傳感器熱電偶構成。觸摸屏作為人機交互的系統，可以設定、存取、顯示工藝參數并且可以設定和顯示溫度；PLC作為上位主機，完成工藝流程和溫度控制；R-8188作為串口通訊控制器，實現溫度上傳和主機命令下達；R-8018作為熱電偶溫度采集器，負責各區溫度采集。系統構成如圖所示。

R-8188是一種低價格、多用途、可編程的串口通訊控制和通訊協議轉換模塊。具有COM1：RS-232/RS-485,COM2:RS-485,COM3:RS-232,COM4:RS-232共4個串口。其核心硬件為AMD-80188-40MHz嵌入式CPU。一般內置實時時鐘，NVRAM(31bytes),EEPROM(2048bytes),看門狗定時器，電源保護電路，BIOS支持RTC時間和日期，配置SRAM(256kbytes),Flash Memory(256/512kbytes),電源10~30VDC，功耗2.0~3.0W，操作系統軟件采用ROMDOS，用戶可借助一臺普通的PC機開發程序，并通過PC機的串口可與之進行通訊或下載程序。
ＰＬＣ與溫度采集模塊R-8018也可以直接通信，但編程會比較困難，而且效率也很低，且不利于工程化，R-8188正好能解決這個問題，其作用是通過ＲＳ－２３２接口與ＰＬＣ連接，通過其ＲＳ－４８５接口與溫度采集模塊R-8018相連，當接收到ＰＬＣ命令后，將其轉化為對采集模塊R-8018的操作命令，并將執行的結果打包回傳給ＰＬＣ，作為ＰＬＣ控制的依據。通過R-8188靈活的編程，實現了協議的轉換、數據的傳輸和工程化的要求。

R-8018是8路模擬量熱電偶輸入模塊。分辨率為16位，熱電偶類型為J、K、T、E、R、S、B、N、C可靈活設定。
由于鼎升力創R-8018溫度采集模塊采用RS-485通訊方式，可遠距離通訊，系統所有模塊只需要用一條通訊線進行連接，具有高通訊速率，高采樣分辨率，智能化、光電隔離、強抗干擾和雙看門狗設計，使系統的可靠性增強，數據高速I/O成為可能，軟件開發也較為容易。
系統可根據測量的溫度點數任意增減模塊數量,配置靈活,端子可插拔,采用導軌式安裝,施工維護及其方便。

軟件實現
由于系統采用模塊化架構，因此軟件開發也較為容易。
觸摸屏軟件
利用ADP6.0組態軟件開發的HITECH觸摸屏實時監控系統，采樣速度快，可靠性高。ADP6.0具有豐富的ActiveX控件，開發速度快，根據定義的聯接設備，自動加載通訊驅動程序。為了方便操作人員對模塊的維修維護，及時發現問題，設計了模塊調試畫面。畫面如圖。具有模塊的地址編號搜索、地址編號設置，通道數據的采集等主要功能。

模塊搜索功能可以檢測各個編號的模塊的存在。具體操作：按下“準備搜索”按鈕，此按鈕燈開始閃爍，同時顯示“正在搜索。。。”，系統開始自動搜索各個模塊。若某個編號地址的模塊地址存在，在屏幕相應位置顯示出此模塊編號；若某個編號的地址的模塊不存在，則在相應位置顯示“FF”。若搜索完成，按鈕自動復位，不再閃爍。
模塊地址編號設置功能可以修改模塊的地址編號。具體操作：首先，在“當前地址”位置輸入模塊的當前地址編號（十六進制），在“欲設地址”位置輸入模塊的新地址編號（十六進制），按下“準備設置”按鈕，此按鈕燈開始閃爍，若完成模塊地址編號的地址編號的設置，“準備設置”按鈕將自動復位。若“當前地址”位置輸入模塊的當前模塊地址編號不存在，則此按鈕燈將不停閃爍，超過20秒，證明當前地址設置錯誤，需要使用模塊搜索功能檢測出當前地址編號重新設置。
模塊通道數據的測量功能可以對某個模塊8個通道的數據進行測量。具體操作：首先，在“當前地址”位置輸入要測量的模塊地址編號；其次，按下“準備測量”按鈕，按鈕燈開始閃爍，同時顯示“正在測量。。。”，此模塊8個通道的溫度測量值依次顯示在屏幕上；若輸入的“當前地址”編號并不存在，則8個通道的溫度測量值顯示“0”。再次按下“準備測量”按鈕，完成測量。
R-8188軟件
R-8188提供了豐富而方便的庫函數，其中包括關鍵的看門狗、相關的數據發送和接受函數、時鐘中斷函數等等。同時還提供了豐富的例程，因而使得開發的軟件邏輯簡捷，開發及其迅速可靠。R-8188的串口控制16個R-8018，通過地址來區分。對于鼎升力創的8000系列模塊，其工作參數和模塊地址是可調的，可在系統組裝前進行設置，也可以自己編制軟件實現對其地址和工作參數的設定。
由于R-8188內有DOS環境，因而采用TC2.0來編寫其程序。程序主要包括初始化、數據發送、數據接收、數據處理、工作參數設置和地址設定等部分。
其軟件框圖如下。

結論
作者長期從事計算機監控方面的項目和研究工作，設計了專門通過RS-232、RS-485測試監控系統或相應的智能設備。采用鼎升力創智能采集模塊設計的現場溫度采集傳輸系統，現在已大量應用到國內外現場設備中，運行穩定可靠，操作簡便,取得了明顯的經濟效益和社會效益。

作者簡介：
金華雄 男 碩士學位，主要從事計算機監控和工業自動化方面的工程設計應用研究工作。