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基于泓格I-7188EAD/8410的分布式平板硫化机组的监控系统设计

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:326

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1 开发需求与背景
  橡塑制品在我国工业中的应用越来越普遍,尤其是耐油性的橡塑制品,更受欢迎,湖北嘉德橡塑制品有限公司是专业生产潜油泵、油田泵、输油管等用的专业型橡塑制品厂家,由于橡胶硫化需要在一定的时间、温度以及压力下才能硫化,传统的硫化控制方法靠挡车工人凭经验确定,存在着许多弊端,导致橡胶欠硫、过硫,极大影响了橡塑制品的质量,2002年我们为该公司采用泓格嵌入式网络控制器i-7188以及嵌入式受控型i-8410以及i-7000远程控制模块集成了一套分布式橡塑硫化机的监控系统,并且将控制信息与生产信息集成到公司的mis管理系统中,利于公司计划、分析,取得了较好的经济效益。现将系统设计概述如下。
  2 系统架构与组成
  2.1 方案选择
  

图1:方案选择图

  如图1所示的三种控制方案中,第一种方案虽然结构简单,但是一旦i-8421出现当机,平板硫化机将无法正常运行,同时,由于许多的控制参数存放在上位机上,无疑使上位机的负担增加,相对而言,其安全性、可靠性较差。在第二种方案中,虽然一部分控制由嵌入式网络控制器i-7188ead承担,但i-87k4无控制功能,同样存在着可靠性、安全性不佳的隐患。第三种方案中,重要的控制参数存放在上位机上,i-7188ead承担着双重作用,平板硫化机的本地控制由i-8410完成,i-7188ead在系统中是主控器、i-8410是受控器,满足rs-485通信协议的主从要求。一旦需要更改工艺参数,i-7188ead与上位机通信获得数据,为了提高系统的可靠性,在系统中增加了i-7000模块,一旦i-8410的通信信号消失或者出现故障时,控制功能由i-7188ead托管、并由i-7000执行(复用),但此时控制功能比较简单,仅仅是温度与压力检测、硫化定时而已、需手动开启平板客户机,无系统设备故障监测、温度的pid调节等,在第三种方案中,由两级控制器实现了双机冗余,现地控制同时也有两套组成,只是一套的控制功能比较完整、备用的一套的控制功能比较简单,均可实现平板硫化机的控制,从而实现了控制器冗余、执行器备用/复用的功能,满足现代过程控制[1]的要求,极大提高了系统的安全性、可靠性,满足了用户“高可靠性、高安全性、高科技性、高效益”的要求。
  2.2 系统工作原理
   采用第三种方案时,整个工艺过程为:首先系统开启、服务器、i-7188ead、i-8410以及i-7000全部进行一次握手信号的检测,检查系统的通信是否正常,由于不同的橡塑产品硫化时其工艺参数不同,工艺控制服务器给i-7188ead传送工件号,并将温度、压力、以及时间下放到i-7188ead,以备控制i-7000,i-7188ead同时也给i-8410传送上述信息,以备i-8410按照服务器的指令进行工艺控制。在控制过程中,i-7188ead与i-8410始终相互传递“心跳”信息,一旦i-7188ead发送10次心跳信息仍然接收不到i-8410传送的控制信息,则i-7188ead判断i-8410通信失败,发出数字信号,并且托管控制系统,以使i-7000开始工作,同时将发出控制信号,使i-8410的电源断开、1分钟后,再次发出控制信号,使i-8410重新上电,恢复正常运行。待通信恢复正常后,i-7000退出控制,i-7000在整个控制过程中,除其备用执行控制功能外,还要承担蒸汽管路10个电磁阀、12路断路器、12路吸合器的实时控制与监测,因此,系统作到了任何控制器均有双重功能,节约了设备成本,并且极大地发挥了各控制器的作用,满足了设计要求。分布式平板硫化机组控制系统的架构图见图2所示。
  

图2:分布式平板硫化机组控制系统的架构图

  i-7188ead与i-8410、i-7000采用rs-485通信,波特率设为19200bps,其中,i-7188ead为现地控制单元的主控制器、i-7000以及i-8410均为受控器。i-7188ead与控制服务器采用tcp/ip通信方式。
  2.3 系统配置
  2.3.1 i-7188ead
  i-7188ead为一具有pc功能的嵌入式网络控制器,也可以说是网络协议转换器,它有512kb flash,512kb sram,2kb eeprom,31b nvsram,内置实时时钟,看门狗定时器、内置minios7操作系统、具有64位硬件唯一序列号,支持用户程序加密、含有与ne-2000兼容的10base-t网络控制器、支持tcp/ip协议。它具有独特的双看门狗安全设计,即软件看门狗和硬件看门狗组成,万一主控计算机当机,所有的输出模块就进入预设的安全状态,符合工业的安全要求,使用方便,可大幅增加系统安全性。
  2.3.2 i-8410配置
  i-8410是一款pc-based嵌入式控制器(受控型),能扩展4个并行控制i/o模块,有256kb flash rom以及128kb sram、2kb eeprom、内置看门狗定时器利于系统安全
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1 开发需求与背景
  橡塑制品在我国工业中的应用越来越普遍,尤其是耐油性的橡塑制品,更受欢迎,湖北嘉德橡塑制品有限公司是专业生产潜油泵、油田泵、输油管等用的专业型橡塑制品厂家,由于橡胶硫化需要在一定的时间、温度以及压力下才能硫化,传统的硫化控制方法靠挡车工人凭经验确定,存在着许多弊端,导致橡胶欠硫、过硫,极大影响了橡塑制品的质量,2002年我们为该公司采用泓格嵌入式网络控制器i-7188以及嵌入式受控型i-8410以及i-7000远程控制模块集成了一套分布式橡塑硫化机的监控系统,并且将控制信息与生产信息集成到公司的mis管理系统中,利于公司计划、分析,取得了较好的经济效益。现将系统设计概述如下。
  2 系统架构与组成
  2.1 方案选择
  

图1:方案选择图

  如图1所示的三种控制方案中,第一种方案虽然结构简单,但是一旦i-8421出现当机,平板硫化机将无法正常运行,同时,由于许多的控制参数存放在上位机上,无疑使上位机的负担增加,相对而言,其安全性、可靠性较差。在第二种方案中,虽然一部分控制由嵌入式网络控制器i-7188ead承担,但i-87k4无控制功能,同样存在着可靠性、安全性不佳的隐患。第三种方案中,重要的控制参数存放在上位机上,i-7188ead承担着双重作用,平板硫化机的本地控制由i-8410完成,i-7188ead在系统中是主控器、i-8410是受控器,满足rs-485通信协议的主从要求。一旦需要更改工艺参数,i-7188ead与上位机通信获得数据,为了提高系统的可靠性,在系统中增加了i-7000模块,一旦i-8410的通信信号消失或者出现故障时,控制功能由i-7188ead托管、并由i-7000执行(复用),但此时控制功能比较简单,仅仅是温度与压力检测、硫化定时而已、需手动开启平板客户机,无系统设备故障监测、温度的pid调节等,在第三种方案中,由两级控制器实现了双机冗余,现地控制同时也有两套组成,只是一套的控制功能比较完整、备用的一套的控制功能比较简单,均可实现平板硫化机的控制,从而实现了控制器冗余、执行器备用/复用的功能,满足现代过程控制[1]的要求,极大提高了系统的安全性、可靠性,满足了用户“高可靠性、高安全性、高科技性、高效益”的要求。
  2.2 系统工作原理
   采用第三种方案时,整个工艺过程为:首先系统开启、服务器、i-7188ead、i-8410以及i-7000全部进行一次握手信号的检测,检查系统的通信是否正常,由于不同的橡塑产品硫化时其工艺参数不同,工艺控制服务器给i-7188ead传送工件号,并将温度、压力、以及时间下放到i-7188ead,以备控制i-7000,i-7188ead同时也给i-8410传送上述信息,以备i-8410按照服务器的指令进行工艺控制。在控制过程中,i-7188ead与i-8410始终相互传递“心跳”信息,一旦i-7188ead发送10次心跳信息仍然接收不到i-8410传送的控制信息,则i-7188ead判断i-8410通信失败,发出数字信号,并且托管控制系统,以使i-7000开始工作,同时将发出控制信号,使i-8410的电源断开、1分钟后,再次发出控制信号,使i-8410重新上电,恢复正常运行。待通信恢复正常后,i-7000退出控制,i-7000在整个控制过程中,除其备用执行控制功能外,还要承担蒸汽管路10个电磁阀、12路断路器、12路吸合器的实时控制与监测,因此,系统作到了任何控制器均有双重功能,节约了设备成本,并且极大地发挥了各控制器的作用,满足了设计要求。分布式平板硫化机组控制系统的架构图见图2所示。
  

图2:分布式平板硫化机组控制系统的架构图

  i-7188ead与i-8410、i-7000采用rs-485通信,波特率设为19200bps,其中,i-7188ead为现地控制单元的主控制器、i-7000以及i-8410均为受控器。i-7188ead与控制服务器采用tcp/ip通信方式。
  2.3 系统配置
  2.3.1 i-7188ead
  i-7188ead为一具有pc功能的嵌入式网络控制器,也可以说是网络协议转换器,它有512kb flash,512kb sram,2kb eeprom,31b nvsram,内置实时时钟,看门狗定时器、内置minios7操作系统、具有64位硬件唯一序列号,支持用户程序加密、含有与ne-2000兼容的10base-t网络控制器、支持tcp/ip协议。它具有独特的双看门狗安全设计,即软件看门狗和硬件看门狗组成,万一主控计算机当机,所有的输出模块就进入预设的安全状态,符合工业的安全要求,使用方便,可大幅增加系统安全性。
  2.3.2 i-8410配置
  i-8410是一款pc-based嵌入式控制器(受控型),能扩展4个并行控制i/o模块,有256kb flash rom以及128kb sram、2kb eeprom、内置看门狗定时器利于系统安全
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