基于can總線的鼓風機自動檢測控制系統(tǒng)

基于can總線的鼓風機自動檢測控制系統(tǒng)

0鼓風機正常使用銅精煉轉爐是一種大型銅履架機。高壓鼓風機負責轉爐的風和送風。鼓風機穩(wěn)定了正常的風，是銅精煉轉爐正常運行的保障。本次在銅冶煉技改工程高壓鼓風機擴建項目的工程設計中,根據(jù)工藝條件和技術要求,設計了一套基于CAN總線模塊的鼓風機過程參數(shù)檢測控制系統(tǒng)。1鼓風機出口排水系統(tǒng)為轉爐供風的高壓鼓風機分氣路和潤滑油路兩部分。根據(jù)工藝要求,需要檢測和控制的參數(shù)包括:鼓風機進出口風管溫度和壓力檢測、鼓風機出口風管壓力調(diào)節(jié)及聯(lián)鎖放空(防喘振調(diào)節(jié))、鼓風機支撐軸承和止推軸承溫度檢測報警及聯(lián)鎖、變速機軸承溫度檢測報警及聯(lián)鎖、電機軸承、定子溫度檢測報警及聯(lián)鎖、鼓風機進口風管閥門遠方手動操作、潤滑油冷卻器進口油溫檢測、出口油溫檢測報警及聯(lián)鎖、潤滑油總管油壓檢測報警及聯(lián)鎖、潤滑油冷卻器進出口水溫檢測以及潤滑油冷卻器進口水壓檢測報警及聯(lián)鎖等。報警聯(lián)鎖邏輯圖見圖1。2兩組網(wǎng)絡控制模塊基于CAN總線模塊的鼓風機自動檢測控制系統(tǒng)采用了兩級分布式結構,這主要考慮了對過程參數(shù)的檢測是以溫度為主,調(diào)節(jié)回路不多,信號傳輸距離較遠。本系統(tǒng)由上位計算機、現(xiàn)場總線和現(xiàn)場總線模塊三部分組成(系統(tǒng)結構示意圖見圖2),上位計算機采用了研華模塊化工業(yè)控制計算機,現(xiàn)場總線選用可靠性高且有效支持分布式控制和實時控制的CAN總線,總線模塊包括兩部分:①參數(shù)檢測模數(shù)轉換和開關量檢測信號轉換的模塊;②帶CAN總線接口的智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀表和數(shù)字式手操器。本系統(tǒng)總線屬主從式結構,主節(jié)點為工業(yè)控制計算機,從節(jié)點為CAN現(xiàn)場總線模塊,模塊數(shù)量最多可達100個,總線傳輸速度最大為1?Mbps,總線傳輸范圍最大為10?km。本系統(tǒng)在總線上下掛有6個總線模塊,包括3個模擬量輸入模塊、1個開關量輸入模塊、1塊智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀表和1臺數(shù)字式手操器,智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀表用于防喘振調(diào)節(jié),同時它還能接受來自上位計算機的給定信號和遠方手動信號,數(shù)字式手操器亦能通過總線接受遠方手操信號。3自治矩陣本系統(tǒng)下掛的CAN總線模塊有以下幾類。3.1兩種網(wǎng)絡顯示參數(shù)CAN-AD1216是基于CAN總線協(xié)議的16路輸入信號采樣、變送并進行A/D轉換的模塊,有顯示功能,具有各通道輸入信號組態(tài)選擇功能,可對溫度、壓力、位置等參數(shù)進行測量顯示,并將這些數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸給其它CAN總線節(jié)點及上位機,波特率及節(jié)點地址可設置。主要技術參數(shù):輸入:Pt100熱電阻;顯示:雙排4位LED數(shù)碼管顯示參數(shù),3個指示燈顯示工作狀態(tài);精度等級:0.5級;采樣周期及分辨率:16通道/1?s,12位;操作方式:鍵盤操作;電源,AC220(1±0.1)V,(50±1)Hz。3.2主要技術參數(shù)CAN-1208A是基于CAN總線協(xié)議的8路輸入信號采樣、變送并進行A/D轉換的模塊,有顯示功能,具有多通道輸入信號組態(tài)選擇功能,可對溫度、壓力、位置等參數(shù)進行測量顯示,對標準信號零點量程自設定,并把這些數(shù)據(jù)通過CAN總線傳輸給其它CAN總線節(jié)點及上位機,波特率及節(jié)點地址可設置,并可對標準信號輸入的小數(shù)點位數(shù)進行設定。主要技術參數(shù):輸入:4～20?mADC;顯示:雙排4位LED數(shù)碼管顯示參數(shù),3個指示燈顯示工作方式;精度等級:0.5級;采樣周期與分辨率:8通道/1?s,12位;操作方式:鍵盤輸入;電源:AC220(1±0.1)V,(50±1)Hz。3.3通訊波特率及節(jié)點地址CAN-2416是基于CAN總線協(xié)議的開關量輸入輸出模塊,24路輸入,16路輸出,其中邏輯關系由CAN總線節(jié)點決定。通訊波特率及節(jié)點地址采用撥碼設定,波特率5～800?K,地址0～31。主要技術參數(shù):24路光隔輸入,0～10?kHz無源脈沖信號,響應時間10?ms內(nèi);16路開關量繼電器輸出,容量2A/AC250?V(阻性);共模抑制比≥120?dB,串模抑制比≥50?dB(工頻);電源:AC220(1±0.1)V,(50±1)Hz。3.4兩種通道公司可實現(xiàn)聯(lián)鎖調(diào)動器XMTA-30000-CAN是采用單片機設計的帶有CAN通訊接口的智能單回路調(diào)節(jié)儀表,它接受鼓風機出口壓力變送器信號,經(jīng)PID運算調(diào)節(jié)放空閥的開度,以防止鼓風機喘振;同時,它還能通過CAN總線接受來自上位機的給定信號和手動信號,以方便鼓風機的調(diào)節(jié)。在緊急情況下,由上位機送出聯(lián)鎖信號,通過開關量輸出模塊控制氣動放空閥的氣路電磁閥,實現(xiàn)聯(lián)鎖。主要技術參數(shù):輸入:4～20mADC;輸出:1路4～20mADC;PID調(diào)節(jié):P:0%～999.9%,I:0～999.9s,D:0～999.9s;采樣周期:16次/s,調(diào)節(jié)周期:1s;顯示方式:雙排4位LED數(shù)碼管顯示參數(shù),6個指示燈顯示工作狀態(tài);操作方式:鍵盤輸入;CAN總線節(jié)點地址、通訊波特率及給定值均可以通過面板設定。3.5能量能量輸出XMTA-500-CAN手操閥是帶有CAN通訊接口的數(shù)字式手操器,它可以直接輸出4～20mADC的標準信號,驅(qū)動鼓風機入口電動蝶閥,亦可以接受來自上位機的遠方手操信號來控制閥門,其CAN總線節(jié)點地址和通訊波特率均可以通過面板進行設定。4can技術特點CAN(ControllerAreaNetwork)即所謂的控制器局域網(wǎng),是一種有效支持分布式控制和實時控制的串行通訊網(wǎng)絡,它采用開放系統(tǒng)互連模型OSI/RM七層框架中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,并且有優(yōu)越的特性和較高的可靠性。CAN協(xié)議的最大特點是廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼,而代之以對數(shù)據(jù)通訊塊編碼,因此可以多主方式工作,網(wǎng)絡上任意節(jié)點均可以主動向其它節(jié)點發(fā)送信息,網(wǎng)絡節(jié)點可以按系統(tǒng)實時性的要求,分成不同的優(yōu)先級,一旦發(fā)生總線沖突,可減少總線仲裁時間,實現(xiàn)非破壞性優(yōu)先權仲裁。CAN采用短幀結構,每1幀為8個字節(jié),并采用了位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、CPC檢驗等功能,數(shù)據(jù)出錯率較低。CAN總線的直接通訊距離可達10km(此時速度小于5kbps),最高通訊速率可達1Mbps(此時最長距離為40m)。傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜或光纜,本系統(tǒng)采用雙絞線。5fame犯罪軟件設計鼓風機自動檢測控制系統(tǒng)應用軟件的開發(fā)基于北京某公司的FameView工業(yè)組態(tài)軟件,FameView運行于WindowNT4.0環(huán)境,其工作界面基于1024×768的分辨率。鼓風機自動檢測控制系統(tǒng)應用軟件由數(shù)據(jù)采集、控制聯(lián)鎖、報警和數(shù)據(jù)管理等幾部分組成。數(shù)據(jù)采集由系統(tǒng)下層的總線模塊完成,其軟件由兩部分構成,①工業(yè)控制計算機的總線接口PCCAN的驅(qū)動程序;②CAN總線上下掛的總線模塊驅(qū)動程序。它們只需要在FameView組態(tài)管理器中安裝由總線模塊廠家提供的通信驅(qū)動程序即可,本系統(tǒng)總線上下掛的總線模塊和智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀表以及手操器均屬此類。根據(jù)組態(tài)軟件提供的畫面制作功能、報警功能、數(shù)據(jù)報表功能和數(shù)據(jù)庫連接功能以及全局腳本軟件功能,通過組態(tài)和二次開發(fā),得到控制聯(lián)鎖報警和數(shù)據(jù)管理