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  • 力控ForceControl在空氣壓縮機監控系統中的應用


    一、系統概述


           廣東某鉛鋅礦運轉工區的空氣壓縮機組是采礦生產中的關鍵設備,共有六臺進口的英格索蘭CENTAC空氣壓縮機,它的運行穩定與否直接關系到整個礦區的安全生產和經濟效益。

            原上位機監控軟件為英格索蘭公司的CEM2.52,由于其數據處理量大,數據更新速度慢;并且軟件必須運行在Windows95英文版操作平臺上,操作人員很難看懂英文數據,軟件版本也無法升級;另外,上位機的報警功能失效,遠程操作與管理功能無法實現,造成操作人員無法及時發現問題,處理突發事件。為了解決上述存在的問題,提高生產自動化程度,決定對空氣壓縮機組原有的監控系統進行改造??刂葡到y間的通訊是改造過程中的難點,本文介紹了采用Modbus通訊協議實現上述通訊的方法,采用力控組態軟件開發了空氣壓縮機監控系統,實現了空氣壓縮機組的智能化控制,使得空氣壓縮機運轉穩定、可靠、精度高、維護方便,而且保證了礦區的安全生產,具有直接的經濟效益。


    二、系統架構


    系統架構如下圖所示:




           系統下位監控站采用六個英格索蘭單片機對六臺空氣壓縮機進行控制,包括對壓力、振動、溫度,油溫、油壓等參數的監控,每個單片機外接一個通用通訊模塊,上位監控站采用工控機,由于現場控制站與工控機相距60m左右,使用RS485/RS232轉換器,轉換器與現場控制站采用RS485總線,工控機與轉換器之間采用RS232總線,這樣既解決了傳輸距離過遠而無法連接問題,也提高了系統的抗干擾能力。軟件平臺采用Windows XP,選用力控組態軟件ForceControl。



    三、應用功能


    1、 I/O驅動配置

    在使用力控軟件進行組態時,I/O設備驅動配置為:采用標準的Modbus,選RTU串行口通訊方式,按設備地址從01—06匹配六臺現場控制機,數據更新周期為500毫秒,超時時間為8秒,使用串口(RS232/422/485)通訊,COM1端口設置與現場控制機的端口參數設置一樣為9600.8.無.1全程控制曲線記憶存儲。

    2、 通訊過程

    Modbus協議通訊時主機首先向從機發送通訊請求命令字符串,從機接收到命令字符串后,根據命令字符串中的命令碼向主機做出相應的回答,完成一次通訊,整個的網絡通訊都是由主機進行調度。下面舉例說明04和05功能碼實現模擬量數據讀取和遠程操作功能的通訊過程。

    1:假定主機要求讀取01從機的系統壓力數值時,主機將發送如表1所示的通訊請求命令字符串,在英格索蘭單片機中系統壓力數據起始地址為十六進制代碼0BBE(Modbus協議規定通訊字符串中的地址比實際地址小“1”),正常情況下從機回信字符串如表2。



    從機地址即01號機的設備地址,數據量0002表示存放系統壓力數值有兩個寄存器,該位占兩個字節。




    英格索蘭單片機是一個32位浮點數處理器,數據“42DCD4C6”經過IEEE32位浮點數轉換后得出系統壓力為110.4156psi。

    2:假定主機要求遠程啟動01從機,主機將發送如表3所示的通訊請求命令字符串,在英格索蘭單片機中遠程啟動數據起始地址為十六進制代碼00E0,正常情況下從機回信字符串如表4。



    從機回信的字符串與主機發送的通訊請求命令字符串應該是同樣的,數據“FF00”迫使01從機的遠程啟動繼電器線圈打開,數據“0000”迫使01從機的遠程啟動繼電器線圈關閉。




    四、應用總結


    通過力控ForceControl組態軟件,利用Modbus協議,實現了空氣壓縮機監控系統中上位工控機與下位英格索蘭通用通訊模塊的數據通訊,實現礦區空氣壓縮機的實時監控。系統的運轉情況表明,該系統運行穩定、可靠,維護方便,監控過程顯示形象直觀,為礦區運轉工區最終實現“無人值班,少人值守”的目標奠定了扎實的基礎。


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