基于鼎升力創(chuàng)R-8188和R-8018模塊的鋼化爐采集傳輸系統(tǒng)

[摘要]本文介紹了利用鼎升力創(chuàng)PC-BAESD 控制器R-8188和和遠(yuǎn)程智能采集模塊R-8018構(gòu)架的采集傳輸系統(tǒng)的方法，根據(jù)不同通訊協(xié)議，稍加修改可應(yīng)用到多種通訊協(xié)議中。
[關(guān)鍵字]R-8188 R-8018 溫度采集,數(shù)據(jù)傳輸
前言
隨著當(dāng)前建材行業(yè)的發(fā)展，安全玻璃已經(jīng)越來越受到關(guān)注。安全玻璃的主要原料是鋼化玻璃，秦皇島市運(yùn)通玻璃機(jī)電有限公司生產(chǎn)的玻璃鋼化機(jī)組是將平板玻璃加工成鋼化玻璃的機(jī)組。此機(jī)組的主要原理是先將玻璃加熱到一定溫度，然后進(jìn)行淬冷。在鋼化玻璃生產(chǎn)過程中，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響zui大的是如何使玻璃形成較大而均勻的內(nèi)應(yīng)力。而對(duì)產(chǎn)量影響zui大的則是如何防止炸裂和變形。不論是上述哪個(gè)影響因數(shù)都與玻璃的加熱和冷卻條件密切相關(guān)，因此機(jī)組爐內(nèi)溫度采集的準(zhǔn)確及時(shí)對(duì)控制溫度起著至關(guān)重要的作用。
系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)由HITECH觸摸屏、三菱Fx-2N系列PLC、鼎升力創(chuàng)R-8188 PC-BASED 控制器、鼎升力創(chuàng)溫度采集模塊R-8018、溫度傳感器熱電偶構(gòu)成。觸摸屏作為人機(jī)交互的系統(tǒng)，可以設(shè)定、存取、顯示工藝參數(shù)并且可以設(shè)定和顯示溫度；PLC作為上位主機(jī)，完成工藝流程和溫度控制；R-8188作為串口通訊控制器，實(shí)現(xiàn)溫度上傳和主機(jī)命令下達(dá)；R-8018作為熱電偶溫度采集器，負(fù)責(zé)各區(qū)溫度采集。系統(tǒng)構(gòu)成如圖所示。

R-8188是一種低價(jià)格、多用途、可編程的串口通訊控制和通訊協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊。具有COM1：RS-232/RS-485,COM2:RS-485,COM3:RS-232,COM4:RS-232共4個(gè)串口。其核心硬件為AMD-80188-40MHz嵌入式CPU。一般內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘，NVRAM（31bytes）,EEPROM（2048bytes）,看門狗定時(shí)器，電源保護(hù)電路，BIOS支持RTC時(shí)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(tǒng)軟件采用ROMDOS，用戶可借助一臺(tái)普通的PC機(jī)開發(fā)程序，并通過PC機(jī)的串口可與之進(jìn)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(huì)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(gè)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(dāng)接收到ＰＬＣ命令后，將其轉(zhuǎn)化為對(duì)采集模塊R-8018的操作命令，并將執(zhí)行的結(jié)果打包回傳給ＰＬＣ，作為ＰＬＣ控制的依據(jù)。通過R-8188靈活的編程，實(shí)現(xiàn)了協(xié)議的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)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(shè)定。
由于鼎升力創(chuàng)R-8018溫度采集模塊采用RS-485通訊方式，可遠(yuǎn)距離通訊，系統(tǒng)所有模塊只需要用一條通訊線進(jìn)行連接，具有高通訊速率，高采樣分辨率，智能化、光電隔離、強(qiáng)抗干擾和雙看門狗設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的可靠性增強(qiáng)，數(shù)據(jù)高速I/O成為可能，軟件開發(fā)也較為容易。
系統(tǒng)可根據(jù)測(cè)量的溫度點(diǎn)數(shù)任意增減模塊數(shù)量,配置靈活,端子可插拔,采用導(dǎo)軌式安裝,施工維護(hù)及其方便。

軟件實(shí)現(xiàn)
由于系統(tǒng)采用模塊化架構(gòu)，因此軟件開發(fā)也較為容易。
觸摸屏軟件
利用ADP6.0組態(tài)軟件開發(fā)的HITECH觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，采樣速度快，可靠性高。ADP6.0具有豐富的ActiveX控件，開發(fā)速度快，根據(jù)定義的聯(lián)接設(shè)備，自動(dòng)加載通訊驅(qū)動(dòng)程序。為了方便操作人員對(duì)模塊的維修維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)了模塊調(diào)試畫面。畫面如圖。具有模塊的地址編號(hào)搜索、地址編號(hào)設(shè)置，通道數(shù)據(jù)的采集等主要功能。


模塊搜索功能可以檢測(cè)各個(gè)編號(hào)的模塊的存在。具體操作：按下“準(zhǔn)備搜索”按鈕，此按鈕燈開始閃爍，同時(shí)顯示“正在搜索。。。”，系統(tǒng)開始自動(dòng)搜索各個(gè)模塊。若某個(gè)編號(hào)地址的模塊地址存在，在屏幕相應(yīng)位置顯示出此模塊編號(hào)；若某個(gè)編號(hào)的地址的模塊不存在，則在相應(yīng)位置顯示“FF”。若搜索完成，按鈕自動(dòng)復(fù)位，不再閃爍。
模塊地址編號(hào)設(shè)置功能可以修改模塊的地址編號(hào)。具體操作：首先，在“當(dāng)前地址”位置輸入模塊的當(dāng)前地址編號(hào)（十六進(jìn)制），在“欲設(shè)地址”位置輸入模塊的新地址編號(hào)（十六進(jìn)制），按下“準(zhǔn)備設(shè)置”按鈕，此按鈕燈開始閃爍，若完成模塊地址編號(hào)的地址編號(hào)的設(shè)置，“準(zhǔn)備設(shè)置”按鈕將自動(dòng)復(fù)位。若“當(dāng)前地址”位置輸入模塊的當(dāng)前模塊地址編號(hào)不存在，則此按鈕燈將不停閃爍，超過20秒，證明當(dāng)前地址設(shè)置錯(cuò)誤，需要使用模塊搜索功能檢測(cè)出當(dāng)前地址編號(hào)重新設(shè)置。
模塊通道數(shù)據(jù)的測(cè)量功能可以對(duì)某個(gè)模塊8個(gè)通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量。具體操作：首先，在“當(dāng)前地址”位置輸入要測(cè)量的模塊地址編號(hào)；其次，按下“準(zhǔn)備測(cè)量”按鈕，按鈕燈開始閃爍，同時(shí)顯示“正在測(cè)量。。。”，此模塊8個(gè)通道的溫度測(cè)量值依次顯示在屏幕上；若輸入的“當(dāng)前地址”編號(hào)并不存在，則8個(gè)通道的溫度測(cè)量值顯示“0”。再次按下“準(zhǔn)備測(cè)量”按鈕，完成測(cè)量。
R-8188軟件
R-8188提供了豐富而方便的庫(kù)函數(shù)，其中包括關(guān)鍵的看門狗、相關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接受函數(shù)、時(shí)鐘中斷函數(shù)等等。同時(shí)還提供了豐富的例程，因而使得開發(fā)的軟件邏輯簡(jiǎn)捷，開發(fā)及其迅速可靠。R-8188的串口控制16個(gè)R-8018，通過地址來區(qū)分。對(duì)于鼎升力創(chuàng)的8000系列模塊，其工作參數(shù)和模塊地址是可調(diào)的，可在系統(tǒng)組裝前進(jìn)行設(shè)置，也可以自己編制軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)其地址和工作參數(shù)的設(shè)定。
由于R-8188內(nèi)有DOS環(huán)境，因而采用TC2.0來編寫其程序。程序主要包括初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、工作參數(shù)設(shè)置和地址設(shè)定等部分。
結(jié)論
作者長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)監(jiān)控方面的項(xiàng)目和研究工作，設(shè)計(jì)了專門通過RS-232、RS-485測(cè)試監(jiān)控系統(tǒng)或相應(yīng)的智能設(shè)備。采用鼎升力創(chuàng)智能采集模塊設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)溫度采集傳輸系統(tǒng)，現(xiàn)在已大量應(yīng)用到國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)便,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

作者簡(jiǎn)介：
金華雄 男 碩士學(xué)位，主要從事計(jì)算機(jī)監(jiān)控和工業(yè)自動(dòng)化方面的工程設(shè)計(jì)應(yīng)用研究工作。