关键字：研华，ADAM，拉丝机，监控系统
0 引言
唐山三友碱业集团公司是国有大型企业，其下属的三友塑料编织袋厂是专为本公司生产重碱包装编织袋的配套企业。塑料编织袋的生产主要包括拉丝、编织、缝纫和印刷等主要工序，本项目是真对拉丝工段的主要设备――塑料拉丝机的远程监控系统。
1 塑料拉丝机的生产工艺及其对控制系统的要求
塑料拉丝机是将颗粒状的塑料原料，通过主轴电机驱动的螺旋送料机压入加热装置，加热熔化后，靠液态塑料的自然沿垂生成塑料薄膜，再经过三次加热拉伸、切割生成薄厚均匀的塑料丝，用以编织塑料编织袋。在整个生产过程中，主轴电机的速度直接影响进料量，也是影响最终拉丝厚度的主要因素，其次是主加热装置的温度，也是影响自然沿垂薄膜厚度的重要因素之一。而其后的四台电动机随着薄膜厚度的不断减小，为保证任何位置的秒流量相同，必须保证各台架之间张紧电机速度的比例控制，各加紧装置的温度对产品质量也有一定的影响。塑料拉丝机的工艺流程如图1所示。
结合塑料拉丝机的生产工艺过程，确定本系统的主要监控内容包括：主轴75KW交流异步电动机闭环调速系统、拉丝机原料熔化加热温度闭环控制、拉丝机各张紧装置驱动电机（4台交流异步电动机）之间的变频调速比例控制、拉丝机各加热装置（每台4点，共16点）温度巡回检测及上下限报警、系统参数的无纸化记录、历史记录的显示与打印以及扩展功能塑料圆织机工作状态记录与显示，停机报警等。
图1 塑料拉丝机的工艺流程图
2 系统的硬件构成
2.1 RS-485总线技术
本系统通信采用RS-485总线实现。在数据通信、计算机网络以及分布式控制系统中,经常采用串行通信来实现信息交换, RS-485串行接口的电器标准实际上是RS-422的变型,它属于OSI七层模型的物理层协议标准。由于性能优异、结构简单、组网容易, RS-485总线得到越来越广泛的应用。RS-485 总线允许多个发送器连接到同一条总线上,增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性,扩展了总线的共模范围。它采用了平衡传输方式,需要在传输线上接终端电阻。RS-485总线只能工作在半双工方式,为保证通信的可靠性,在通信系统设计时,要根据通信要求制定合理的通信协议。RS-485接口标准主要用于多站互联。现在许多仪表具有RS-485通信接口。RS-485协议的技术性能: 传输速率最大为10Mbps; 最大距离为1200M;高阻抗噪声的差分（有补偿线）传送; 最高为32个节点;单组双绞线电缆上的双向主从通信;并行连接的节点、多工通信。
2.2 研华ADAM模块
研华是将PC技术引入自动化市场的领先厂商之一。特别是研华的ADAM-4000系列远程DA&C系统已被广泛应用于各种工业现场。ADAM-4000主要包括通讯模块和I/O模块。通讯模块提供了包括工业以太网、光纤、串行和无线端口等;I/O模块提供了完善的主机与现场信号之间的信号调理和通讯解决方案。
本系统采用ADAM-4000系列的数字I/O、模拟量I/O、热电阻专用输入模块和双路PID控制模块构成远程监控系统，其通讯方式采用RS-485总线通讯并利用RS-485与RS-232总线转换模块实现与PC机的通讯。本系统选用的主要ADAM-4000系列模块如表1所示。
表1 主要ADAM-4000模块
2.3 系统的硬件构成
系统的总体网络结构如图2所示。系统的硬件接线图（局部）如图3所示。
图2 系统的网络结构
图3 系统局部接线图
3 系统的软件设计
本系统采用组态王6.5作为组态软件，研华ADAM-4000模块与组态王实现了无缝对接，在组态王下可以方便的对系统硬件进行组态。
3.1 硬件组态
硬件接线完成以后，需要在主机上运行研华ADAM-4000系列远程模块驱动程序（购买时自带），然后就可以在组态王下查找已经连接的各种模块，并按要求分别规定各个模块的访问地址及其链接的系统变量。
3.2 软件组态
本系统利用组态王的模块化设计及其灵活性好、稳定性高、易于实现等优点, 进行了系统的软件设计。通过组态王主要实现了以下功能: 主界面、电机速度比例控制界面、系统历史报表和实时报表、历史曲线和实时曲线、报警保护等。
1） 主界面和电机速度比例控制画面。主界面完成系统总体监视, 可以通过画面切换实现系统各种功能。电机速度比例控制画面可以对各台电机的速度、电流、电压各种参数进行监视。
2） 实时曲线和历史曲线。实时曲线可以实时监控主轴电机和各张紧电机的速度、主加热器温度等, 历史曲线可以记录系统各测温点的温度值机各电机的速度、电压、电流等。
3） 系统历史报警和实时报警。系统历史报警窗口可最多记录100 条历史报警信息, 可以记录报警时间、报警日期、所属报警组、报警值等。
4） 系统报表。系统报表可以分为实时报表和历史报表。实时报表可以记录电机各种参数指定测温点的温度。系统历史报表可以记录电机各种历史数据和各测温点的历史数据,最多可记录9999 天的历史数据, 需要是可以进行打印。
5） 控制界面。通过控制界面可以按事先规定好的工作逻辑实现系统的启动与停止，当出现报警时可以手动对系统参数进行调整，严重故障时也可实现系统的紧急停车和安全复位等。
3.3 数据库设计
组态王产生的报警和事件信息可以通过ODBC 记录到开放式数据库中, 如Access、SQLServer 等。本设计采用Access 数据库。在使用该功能之前, 首先在数据库中建立相关的数据表和数据字段, 然后在系统ODBC 数据源中配置一个数据源（用户DSN 或系统DSN） , 该数据源可以定义用户名和密码等权限。组态王提供了一个通过ODBC 数据源访问开放型数据库中大量数据的控件KvDBGrid。通过该控件, 可以设置不同的查寻条件访问数据库, 进行数据查询, 还可将查询结果按照表格的方式打印出来。
4 结语
本系统较好地实现了对塑料平膜拉丝机的实时监控, 能够及时发现并对事故进行保护操作。本系统已经完成了实验室的全部调试，并在唐山三友碱业集团塑料编织袋厂进行了局部实验，实验结果表明系统设计合理, 工作稳定可靠, 可以长时间运行, 软件操作简单, 便于升级。
本文作者的创新点：平膜拉丝机是塑料编织袋厂的常用设备，目前其控制系统普遍采用常规仪表控制，本文作者利用研华科技的远程控制模块实现了对平膜拉丝机的远程监控，该系统利用研华ADAM远程监控模块，利用RS-485总线进行传输，实现监控模块在现场，只将被监控信号传送回控制室的控制方案，简化了控制系统的组成，提高了系统运行的可靠性，属于国内首创，不仅提高了系统的可靠性也降低了系统的运行成本，具有很好的社会经济效益。
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