1. 系統概述
在混凝土生產運輸澆筑監測子系統中,結合三峽混凝土 (砼 )生產澆筑運輸監測子系統的具體實例,描述了系統的集散式結構,概括了利用研華ADAM-4000系列智能模塊和組態軟件進行系統集成的設計思想和實現策略,引入了多傳感器的信息融合技術,對系統做出完整性估計。現場運行表明,本監測系統直觀準確地反映了系統中關鍵設備的運行狀態及其重要的工藝參數,為大型混凝土澆筑的自動化管理提出了一種有效可行的方法。
2. 系統配置
在本系統中,由于現場測點數目多,測點分布不集中,并且現場環境的電、磁場干擾嚴重,因此必須選擇抗干擾性好的分布式檢測裝置。本研究選擇研華公司近年來推出的亞當智能模塊,根據現場需要選用ADAM-4017用于模擬量的測量,每個模塊可測 8個通道的模擬量 ;對于開關量的采集選用ADAM-4053或ADAM-4052;脈沖量選用ADAM-4080進行計數 ;ADAM-4520實現RS-485到RS-232的接口轉換。
3. 控制系統設計
3.1 監測系統特點
砼生產、運輸和澆筑過程是由眾多設備組成的一個大型的復雜系統,其工藝過程如圖 1所示。涉及到原始骨料的篩分、一次風冷車間、二次風冷車間及制冰樓、拌和樓、膠帶機供料線,一直到塔帶機系統。測點分散,數目眾多,實際檢測的測點有 67個模擬量,近 300個開關量,48個脈沖量,另外,通過串行口從拌和樓控制機獲得砼生產過程的大量數據也要進入監測數據庫。
由于現場條件惡劣,傳感器及現場采集模塊必須有較強的抗干擾能力,采集系統的通信能力要滿足現場環境的要求。
本監測系統需要對幾百個測點進行監測,這些測點物理性質差異較大,主要可分為以下幾類 :
(1)模擬量信號,主要包括溫度信號和料位信號。溫度信號有兩種類型 :①一次風冷車間進風口、出風口溫度的測量 (溫度范圍 :-20~ 50℃ );②膠帶機供料線上混凝土溫度的測量 (溫度范圍 :0~ 50℃ ),通過信號轉換儀將熱電偶信號轉換為 4~ 20mA電流的標準信號;料位信號 :現場已經裝有料位計及顯示儀表,可直接從原有料位計顯示表頭上引取 4~ 20mA的電流信號 。這些信號在現場經過ADAM——4017采集模塊轉換為數字信號,最后通過總線送入上位機。
(2)開關信號。開關量是反映設備工作狀態及參數報警狀態的重要標志之一。開關量類別有兩種 :周期型開關量,如風冷車間氨壓機的啟停開關信號,拌和樓攪拌罐的開關信號等 ;另一類為中斷型開關量,如在供料線上的皮帶發生打滑、跑偏、急停時,開關動作,引起事故追憶。
(3)脈沖量信號。供料線上各個皮帶主動輪和從動輪的速度檢測采用磁電式傳感器T05,它的輸出是脈沖信號,其脈沖個數與速度成一定比例。
(4)拌和樓控制機的數據。通過串行接口從拌和樓控制機獲得砼生產過程的大量數據。
3.2 系統結構
針對整個生產線距離長、設備分散、現場干擾大等特點,傳統的現場測控技術很難實現高性能、高可靠性的分布式監測系統。現場的RS48 5總線是一種很有效的和切實可行的解決方案,它的物理連接方式如圖 2所示。
本監測子系統采用了兩級測控網絡,包括現場級和管理級,現場級采用RS48 5總線,而在管理級采用以太網進行數據傳輸,結構示意圖如圖 3所示。
4.結束語
綜上所述,將分布式體系結構具體應用在三峽混凝土生產澆筑運輸監測子系統中,它使該系統在各層次上形成開放系統,實現了混凝土生產運輸,澆筑的集中管理、準確計量和合理調度。它將為保障三峽大壩建設質量產生顯著的效益和長遠的影響。現場運行表明,該系統運行可靠,為大型混凝土澆筑的自動化管理提出了一種有效可行的方法。