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目前，稱重儀在鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中應(yīng)用廣泛，我們在對某機(jī)組進(jìn)行的信息化技術(shù)改造項(xiàng)目中，需對一臺(tái)，離線的TOLEDO8410稱重儀的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集，既要確保系統(tǒng)穩(wěn)定同時(shí)又要節(jié)省改造時(shí)間和費(fèi)用成為改造方案的重點(diǎn)。
現(xiàn)有的電子稱重儀通信主要有兩種模式，一種是經(jīng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，通過PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；另一種模式是采用RS232串行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，針對這兩種模式各自具有的缺點(diǎn)，介紹了一種經(jīng)由RS485中繼來遠(yuǎn)程采集稱重儀數(shù)據(jù)的方法及其技術(shù)特點(diǎn)，它為機(jī)組的信息化改造提供了一種簡單、可靠的方案。
1，稱重儀數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程串行采集的方法
現(xiàn)有的稱重儀通信主要有兩種模式，一種是經(jīng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，通過PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通常需要具備較完備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，配備必要的數(shù)據(jù)采集卡。這種模式的系統(tǒng)集成度較高，系統(tǒng)相對穩(wěn)定。但是這種采集模式，一般用于新建的自動(dòng)化稱重系統(tǒng)，通常投資規(guī)模較大、建設(shè)周期較長、自由度較小、建設(shè)難度也通常較大；另一種模式是采用RS232串行網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，這種模式通常應(yīng)用于改造系統(tǒng)，較上面的模式有很多的優(yōu)越性。但是該種模式應(yīng)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集的能力很差、系統(tǒng)穩(wěn)定性也不理想，通常需采用專用的數(shù)據(jù)解碼技術(shù)。
經(jīng)過對上述兩種通信方案的分析、比較，我們決定采用一種對稱重儀數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程串行采集的方法，主要是通過稱重儀的標(biāo)準(zhǔn)串行輸出接口，經(jīng)由RS485中繼，實(shí)現(xiàn)過程計(jì)算機(jī)對稱重儀數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。此方案能充分的利用過程計(jì)算機(jī)的硬件資源和強(qiáng)大的運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理能力，適應(yīng)環(huán)境的能力較強(qiáng)。系統(tǒng)同稱重儀的通信中，稱重儀必須被設(shè)置為主動(dòng)的數(shù)據(jù)發(fā)送方式。
2，遠(yuǎn)程通信方案的關(guān)鍵技術(shù)
2.1，RS232串行通信協(xié)議
計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)與終端之間的數(shù)據(jù)傳送可以采用串行通信和并行通信二種方式。所謂并行傳輸，就是指一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)地傳輸，從發(fā)送站到接收站的信道要用8根數(shù)據(jù)傳輸線；而數(shù)據(jù)的串行傳輸是一位一位地傳輸，從發(fā)送站到接收站的信道只需一根數(shù)據(jù)傳輸線。在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，必須在發(fā)送站將8位并行數(shù)據(jù)位流變成串行數(shù)據(jù)位流，然后發(fā)送到傳輸信道上，而在接收站又要將傳輸信道送來的串行數(shù)據(jù)位流變成8位并行數(shù)據(jù)位流。雖然其傳輸率較低，但節(jié)省設(shè)備，由于串行通信方式具有使用線路少、成本低，特別是在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)，避免了多條線路特性的不一致而被廣泛采用。在串行通信時(shí)，要求通信雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通信。RS232串行通信協(xié)議是一種簡單基本的通信協(xié)議，通信所需的資源簡單易得。RS232串行通信接口是稱重儀的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的輸出配置，RS232-C接口是目前最常用的一種串行通信接口。
它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通信的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。利用RS232串行通信協(xié)議，可以最充分地利用現(xiàn)有的資源，避免不必要的新增硬件和設(shè)備投資?？梢杂行У亟档透脑焱顿Y規(guī)模。TOLEDO8410數(shù)字稱重顯示儀是梅特勒-托利多常州衡器有限公司的產(chǎn)品，它用于和電阻應(yīng)變計(jì)稱重系統(tǒng)相配接，能顯示6位毛重或凈重?cái)?shù)據(jù)，其輸出形式為帶偶校驗(yàn)的串行ASCⅡ碼，具有三種接口方式，RS232-C、即20MA電流環(huán)及RS485，其連接器為D25型插座。從表中可以看出，RS232-C的25條引線中接口的信號內(nèi)容實(shí)際上有許多是很少使用的，在計(jì)算機(jī)與終端通信中一般只使用3～9條引線。因此，在我們的應(yīng)用中，使用了稱重儀的RS232-C接口，并使用了一個(gè)D25型對D9型的RS232轉(zhuǎn)接器。
2.2，RS-485遠(yuǎn)程中繼
由于RS232-C接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：
①接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接；
②傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20kbps；
③接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱；
④傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在50m左右。
針對RS232-C的不足，于是就不斷出現(xiàn)了一些新的接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485就是其中之一，它具有以下特點(diǎn)：
①RS-485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2～6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2～6）V表示。接口信號電平比RS232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接；
②RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps；
③RS-485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好；
④RS-485接口的最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為4000英尺，實(shí)際上可達(dá)3000m另外RS232-C接口在總線上只允許連接1個(gè)收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
由于RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。為了實(shí)現(xiàn)一種遠(yuǎn)程通信，在我們的應(yīng)用中，使用了新的RS-485接口標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)镽S485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485中繼器可選擇的產(chǎn)品很多。臺(tái)灣MOXATransioA52/53型智能RS232對RS422/485轉(zhuǎn)換器是一個(gè)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的較好選擇。其RS485接口提供了兩種類型如表2所示。對于終端塊連接器，我們通常只需要使用1、2、5腳即可。
該產(chǎn)品RS232側(cè)的連接器是一種標(biāo)準(zhǔn)的DB9型插座，可以直接接駁PC電腦終端。
基于Windows的串行通信平臺(tái)，可以最方便的獲取最底層的通信協(xié)議支持?；赪INDOWS的系統(tǒng)開發(fā)軟件，無論是MicrosoftVisualStudio6或者是MicrosoftVisualStudio.net都提供有可以直接使用的RS232串行通信控件和類庫。
本方案選擇了基于MicrosoftVisualStudio.net的方案，直接引用其動(dòng)態(tài)類庫MicrosoftCommControl6.0。該類庫提供有一個(gè)最底層的通用的RS232通信對象。
2.4，行解碼技術(shù)
串行解碼技術(shù)是本通信方案的核心，它是一組使用MicrosoftVisualStudio.net系統(tǒng)開發(fā)軟件編制的軟件源代碼。
其基本的控制方案是基于標(biāo)準(zhǔn)的RS232協(xié)議，從來自于稱重儀的串行數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)并提取正確的稱重儀數(shù)據(jù)，包括重量、控制信號等。該通信方案是自動(dòng)的，其源代碼基于系統(tǒng)時(shí)鐘，按照預(yù)定的循環(huán)周期，循環(huán)采集來自于稱重儀的串行數(shù)據(jù)，進(jìn)行真實(shí)數(shù)據(jù)解碼，可根據(jù)需求輸出所需類型的稱重?cái)?shù)據(jù)或控制信號等。該方案可以同時(shí)應(yīng)對多個(gè)稱重儀的數(shù)據(jù)解碼，以支持最大限度的數(shù)據(jù)采集需求。
3，結(jié)束語
目前，該信息化改造項(xiàng)目已投運(yùn)二年多，經(jīng)長時(shí)間的生產(chǎn)驗(yàn)證，本通信方案已有效地將離線稱重儀融入了機(jī)組的自動(dòng)化系統(tǒng)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、可靠。隨著各個(gè)工廠自動(dòng)化和信息化發(fā)展的需求，各類遠(yuǎn)程離線稱重儀的自動(dòng)化在線應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，本通信方案改造投資小、周期短，不失為一個(gè)較好的選擇。

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