基于CAN總線的橡膠加工分布式計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊
現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊采用ADAM5000系列，它具有體積緊湊、符合現(xiàn)場(chǎng)總線的趨勢(shì)，其數(shù)據(jù)采集、模擬輸出以及數(shù)字I/O等3種不同的數(shù)據(jù)采集，使現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備容易構(gòu)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、易于安裝和組網(wǎng)、適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、支持的軟件豐富等特點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)I/O 模塊根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際控制需要，分為模擬輸出模塊、模擬輸入模塊、數(shù)字輸入模塊、數(shù)字輸出模塊以及熱電偶（RTD）輸入模塊，所用的幾種主要功能模塊如下： 模擬量采集：ADAM5017（8通道），模擬量輸出：ADAM5024（4通道），數(shù)字量輸出：ADAM5056（16通道），數(shù)字量輸入：ADAM5052（隔離、8通道），熱電偶輸入：ADAM50（3通道），繼電器輸入：ADAM5068（8通道）。
過程控制流程
現(xiàn)場(chǎng)過程信號(hào)采集及監(jiān)控流程由4部分組成：配合劑稱量工段控制流程、橡膠混合工段分站控制流程、橡膠硫化工段分站控制流程、成品修補(bǔ)工段分站控制流程，4個(gè)工段由相應(yīng)的工程師站管理。每個(gè)工段又分為若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)又實(shí)時(shí)監(jiān)控若干個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O單元，形成四級(jí)管理。
數(shù)據(jù)采集監(jiān)控流程為：每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O單元實(shí)時(shí)變送相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站點(diǎn)ADAM5000/CAN實(shí)時(shí)采集所屬的現(xiàn)場(chǎng)I/O單元的數(shù)值，然后ADAM5000/CAN將一些重要的數(shù)據(jù)通過CAN總線上報(bào)到工程師站，工程師站根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的各種模擬信號(hào)以及數(shù)字量進(jìn)行邏輯判斷、實(shí)時(shí)處理后，形成歷史數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)顯示各現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，產(chǎn)生必要的控制參數(shù)，再通過CAN總線傳輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)ADAM5000/CAN，現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)ADAM5000/CAN再分別通過數(shù)字輸出模塊和模擬輸出模塊實(shí)時(shí)控制相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境。
為了用戶操作方便，需要畫面顯示、曲線趨勢(shì)圖顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)故障報(bào)警及報(bào)表打印等功能，因此，在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，采用組態(tài)式設(shè)計(jì)方法。應(yīng)用軟件采用Windows視窗技術(shù)，且為全新的中文瀏覽器界面，操作界面圖形化，使操作更為直觀、方便、靈活，視窗界面更為友好。應(yīng)用軟件采用現(xiàn)場(chǎng)總線的通信協(xié)議，具有多主、實(shí)時(shí)、高可靠性、較低的系統(tǒng)硬件成本等優(yōu)點(diǎn)，使應(yīng)用軟件可在環(huán)境較為惡劣的工作現(xiàn)場(chǎng)中穩(wěn)定運(yùn)行，降低了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn)性。
軟件功能
工程師站完成相應(yīng)工段分網(wǎng)的檢測(cè)、控制及管理任務(wù)，作為工程師的工具，使分網(wǎng)能夠低耗、安全運(yùn)行，其主要功能有：（1）巡檢、存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)顯示分網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)，使工程師能夠隨時(shí)查看到分網(wǎng)的實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，從而對(duì)分網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一的檢測(cè)和管理。（2）根據(jù)分網(wǎng)實(shí)時(shí)參數(shù)，分析運(yùn)行工況、及時(shí)發(fā)現(xiàn)分網(wǎng)出現(xiàn)的各種異?，F(xiàn)象，分析系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，并及時(shí)顯示報(bào)警。（3）隨時(shí)打印各種報(bào)表和記錄，包括：報(bào)警打印、報(bào)表定時(shí)打印、操作記錄打印。（4）各種信息顯示，包括：日期、時(shí)間顯示，流程畫面顯示，分組控制顯示，趨勢(shì)顯示，操作指示顯示等。（5）配方管理、簡(jiǎn)單實(shí)用的報(bào)表處理系統(tǒng)；（6）各種先進(jìn)控制算法及其參數(shù)的自整定。
現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)的功能包括：
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、處理、顯示；
故障實(shí)時(shí)報(bào)警、顯示；
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控；
軟件模塊
為了使系統(tǒng)具有畫面顯示、曲線趨勢(shì)圖、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)故障報(bào)警及報(bào)表打印的功能，軟件分為，二級(jí)工程師站的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)的應(yīng)用程序，其中：二級(jí)工程師站的應(yīng)用程序有以下幾個(gè)大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數(shù)設(shè)定模塊；（3）通信模塊；（4）數(shù)據(jù)采集模塊；（5）現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程控制模塊；（6）數(shù)據(jù)記錄、查詢以及報(bào)表打印模塊；（7）故障診斷報(bào)警模塊；（8）生產(chǎn)工藝流程畫面顯示模塊。
現(xiàn)場(chǎng)站點(diǎn)的應(yīng)用程序有以下幾個(gè)大的功能模塊：（1）初始化模塊；（2）控制參數(shù)設(shè)定模塊；（3）控制參數(shù)設(shè)定模塊；（4）數(shù)據(jù)采集與顯示模塊；（5）故障監(jiān)測(cè)和報(bào)警模塊。
為保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)采取了如下幾點(diǎn)重要的措施：（1）網(wǎng)絡(luò)采用非破壞性的總線仲裁，避免了各通信設(shè)備爭(zhēng)用總線而導(dǎo)致通信失敗和數(shù)據(jù)丟失的弊端。（2）采用CRC校驗(yàn)方式，使通信系統(tǒng)具有強(qiáng)有力的錯(cuò)誤偵測(cè)和糾正功能。（3）在線分網(wǎng)監(jiān)控，且互為備份。（4）采用“Watchdog（看門狗）”技術(shù)，保證系統(tǒng)在強(qiáng)干擾下不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象。（5）軟件中采用了數(shù)字濾波技術(shù)。
該系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，并選用CAN式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，極大地提高了整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性。整個(gè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想，保證了系統(tǒng)的先進(jìn)性。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行一年來，性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠，并為該企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
評(píng)論