鋼材軋制前對鋼坯出爐溫度進(jìn)行檢測是保證軋鋼質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施,。傳統(tǒng)的人工測試難以保證產(chǎn)品質(zhì)量,，生產(chǎn)效率較低，實(shí)現(xiàn)軋鋼在線的溫度和支數(shù)自動測量具有重要意義,。由于軋鋼線距離遠(yuǎn),，采用現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可有效降低系統(tǒng)造價(jià)。
現(xiàn)場總線是一種應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),，完備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持7層協(xié)議,，如lonworks和profibus，這種網(wǎng)絡(luò)可以通過網(wǎng)關(guān)和 INTERNET/INTRANET相連,，組成較大系統(tǒng),。簡化3層協(xié)議以其結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)品品種全,、使用方便,，在小型自動化系統(tǒng)中仍被廣泛應(yīng)用,，如 CAN，RS-485等網(wǎng)絡(luò),。本系統(tǒng)采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù),，集數(shù)據(jù)的采集、處理及網(wǎng)絡(luò)通訊為一體,，實(shí)現(xiàn)了鋼坯出爐的溫度采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測,。利用兩個(gè)輻射測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" title="測溫儀">測溫儀" 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2,、系統(tǒng)組成及工作原理
一個(gè)RS-485總線結(jié)構(gòu)的鋼坯在線測試網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)節(jié)點(diǎn)分布在現(xiàn)場的不同位置,，對應(yīng)的智能單元分別為兩個(gè)分光比色輻射溫度測試儀,、兩個(gè)溫度顯示報(bào)警儀表和一個(gè)大屏幕顯示器。調(diào)度計(jì)算機(jī)經(jīng)COMl通訊口通過RS232C到RS485轉(zhuǎn)換器ADAM4520向網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)發(fā)布命令,，協(xié)調(diào)與各智能單元之間49數(shù)據(jù)通訊,。
分光比色輻射溫度測試儀由本單位研制,，該儀表采集兩路不同波長的光強(qiáng)經(jīng)過內(nèi)置單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理后,，以RS485總線標(biāo)準(zhǔn)輸出測試鋼坯的溫度峰值、溫度谷值,、溫度均值和溫度即值等多種數(shù)據(jù),。圖1中的兩個(gè)測溫輻射測溫儀功能相同，一塊稱作主測儀,，另一塊稱作輔測儀,。主測儀負(fù)責(zé)采集鋼坯均值溫度和峰值溫度；輔測儀配合主測儀判斷鋼坯行進(jìn)方向,，并對支數(shù)進(jìn)行加1或減l計(jì)數(shù),。大屏幕LED顯示器顯示當(dāng)前日期、時(shí)間,、鋼壞溫度均值和鋼壞支數(shù)等信息,。兩個(gè)溫度顯示表分別安裝在兩個(gè)操作間內(nèi)，通過RS-485總線接收主機(jī)數(shù)據(jù),，顯示鋼壞溫度均值并給出報(bào)警信號,。微型打印機(jī)以串行方式與主機(jī)的COM2通訊口連接，在線紀(jì)錄超限報(bào)警信息,。
3,、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為五大功能模塊：溫度采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、溫度報(bào)警,、文件管理及鋼坯計(jì)數(shù)等,。系統(tǒng)程序在window98系統(tǒng)下VB6.0軟件開發(fā)，界面由四部分組成,。第一部分是菜單命令窗口,；第二部分是數(shù)據(jù)顯示窗口，以滾屏方式顯示數(shù)據(jù),；第三部分是狀態(tài)窗口,，位于屏幕底端，用于顯示當(dāng)前的設(shè)置參數(shù),、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及超限報(bào)警信息,；第四部分專門用于顯示當(dāng)前日期和時(shí)間。通過菜單操作可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行,、打印,、參數(shù)設(shè)置、暫停,、退出及幫助等多項(xiàng)功能,。
根據(jù)不同任務(wù)的工作特點(diǎn),，軟件采用前臺和后臺并行運(yùn)行的連續(xù)工作方式,。前臺一般采用菜單命令的直接操作方式，例如：歷史數(shù)據(jù)打印和當(dāng)前數(shù)據(jù)打印,、溫度超限值設(shè)定和鋼坯支數(shù)的修改操作等,。而后臺則是系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通訊、鋼坯計(jì)數(shù),、數(shù)據(jù)存盤、溫度超限報(bào)警等,。
3.1網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議及程序?qū)崿F(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)工作方式采用主機(jī)調(diào)度按優(yōu)先級分時(shí)聯(lián)絡(luò)的工作方式,，通訊波特率為9600bps，字符格式為1個(gè)起始位,，8個(gè)數(shù)據(jù)位,，1個(gè)停止位，元奇偶校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)異步格式,?？偩€上的設(shè)備均為本單位研制的產(chǎn)品，通訊協(xié)議兼容研華ADAM4000系列,?！?br />
命令語法中，第一個(gè)字符（如：#、>和@）表示命令的定界符,；AA表示指定設(shè)備的十六進(jìn)制地址碼,，例如：本系統(tǒng)主測儀表的地址為0BH、輔測儀表為0CH,；N為溫度類別,，0為即值,，1為峰值,，2為谷值,，3為均值,；每個(gè)命令以回車字符結(jié)束,。如果總線設(shè)備檢測到通訊錯(cuò)或指定的地址不存在時(shí),，則不應(yīng)答,，程序設(shè)計(jì)時(shí)給出故障信息并作處理,；如果正確,，則執(zhí)行相應(yīng)操作,，并返回?cái)?shù)據(jù)或信息。由于Visual Basic能夠快速創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序,，功能強(qiáng)大,，容易學(xué)習(xí)和掌握，維護(hù)方便,，因此,，VB編寫工業(yè)控制軟件較為普遍。 Visual Basic的MsComm控件為應(yīng)用程序提供完善的串行通訊功能,，能夠滿足系統(tǒng)通訊軟件的編程要求,。下面程序段完成了命令發(fā)送。
系統(tǒng)與各節(jié)點(diǎn)的通訊時(shí),，如果響應(yīng)信息超時(shí)或出現(xiàn)故障,，將導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)丟失甚至造成系統(tǒng)故障，所以通訊過程使用了兩個(gè)定時(shí)器控件,，一個(gè)用于發(fā)送命令,，實(shí)例為timComm_Timer，定時(shí)器的觸發(fā)間隔為100ms,。另一個(gè)定時(shí)器控件實(shí)例timCom-mErr_Timer用于檢測通訊系統(tǒng)的異常,，即當(dāng)每次通訊超過70ms沒有響應(yīng)時(shí)，該定時(shí)器進(jìn)行錯(cuò)誤處理并轉(zhuǎn)向下一個(gè)單元的命令發(fā)送,。TimComm_Timer事件發(fā)生時(shí),，還使用一個(gè)定時(shí)器定時(shí)10s，更新大屏幕的日期和時(shí)間等四組數(shù)據(jù),?！ ?/span>
在OnComm事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)任務(wù)完成數(shù)據(jù)處理。接收數(shù)據(jù)的通訊程序段如下：
當(dāng)MSComm控件的CommEvent屬性的值變化時(shí),，就產(chǎn)生OnComm事件,。本系統(tǒng)的OnComm事件主要用來捕獲來自系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理主要包括四項(xiàng)任務(wù)：鋼坯計(jì)數(shù),、滾屏顯示,、數(shù)據(jù)存盤及文件管理、溫度超限報(bào)警,。OnComm事件發(fā)生時(shí),，關(guān)閉檢測通訊錯(cuò)誤定時(shí)器 timComm_Timer，表示本次通訊成功,。
3.2鋼坯支數(shù)計(jì)量方法
本系統(tǒng)是在鋼坯出爐時(shí)測試鋼坯溫度并記錄鋼坯支數(shù),。軋制時(shí)可能由于軋滾故障，造成軋線停滯,，由此造成剛出爐的鋼坯停滯或回爐,。因此，支數(shù)計(jì)量需要判斷鋼坯的行進(jìn)方向,，出爐時(shí),，支數(shù)加1，因爐時(shí)支數(shù)減1,。系統(tǒng)中采用兩個(gè)輻射測溫儀根據(jù)鋼坯進(jìn)入視區(qū)的先后次序判斷鋼坯行進(jìn)方向,，并根據(jù)方向?qū)︿撆髦?shù)進(jìn)行加1或減1計(jì)數(shù)。正常情況下,，出爐鋼坯在1100℃左右,，設(shè)定有鋼坯通過的闋值溫度為900℃。安裝時(shí),，兩個(gè)測溫儀測溫點(diǎn)間距2m,，鋼坯長度4m左右，鋼坯通過時(shí),，兩個(gè)測溫儀能同時(shí)測到有鋼通過,。鋼坯在溫度測試點(diǎn)上有正向通過、反向通過,、停滯→段時(shí)間、前后移動等多種情況,。testBillet過程是在 OnComm事件處理程序中調(diào)用的,，由狀態(tài)變量State Var指示錮坯通過測溫儀時(shí)各種狀態(tài)。沒有鋼坯通過State Var=0,，此時(shí),，程序讀取兩個(gè)測溫儀數(shù)據(jù)，當(dāng)主測溫儀大于900℃，輔測溫儀小于900℃,，鋼坯正向進(jìn)入視區(qū),，置State Var=1，進(jìn)入正向過程鋼坯測試,；當(dāng)輔測溫儀大于 900℃,，主測溫儀小于900℃，鋼坯反向進(jìn)入視區(qū),，置State Var=2,，進(jìn)入反向過程鋼坯測試。正向過程鋼坯測試,，判斷是否正向結(jié)束,，如果正向結(jié)束，支數(shù)加1,，并計(jì)算均值和峰值,；否則，鋼坯在測試點(diǎn)回爐,，程序返回,。反向過程鋼坯測試，則判斷鋼坯是否反向結(jié)束,，如果反向結(jié)束,，支數(shù)減1；否則是測試點(diǎn)的鋼壞移動,，支數(shù)不變,。
4、結(jié)束語
采用RS-485總線技術(shù),，簡化了現(xiàn)場布線,，降低了系統(tǒng)成本。軟件設(shè)計(jì)采用windows98下VB6.0設(shè)計(jì),，充分利用了可視化編程語言提供的強(qiáng)大功能,，界面友好，編程簡單,，維護(hù)方便,。采用雙測溫儀進(jìn)行溫度測量和判斷鋼壞行進(jìn)方向，完成對復(fù)雜鋼壞運(yùn)行情況下鋼壞支數(shù)的計(jì)數(shù)功能,。該系統(tǒng)經(jīng)過濟(jì)南鋼鐵公司的近一年的現(xiàn)場運(yùn)行,，證明系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定,，測溫精度高,，使用方便,。 產(chǎn)品配置: 輻射測溫儀適用領(lǐng)域及情況： 鋼材軋制領(lǐng)域 。