基于R-8188和R-8018模块的钢化炉采集传输系统

前言
　　随着当前建材行业的发展，安全玻璃已经越来越受到关注。安全玻璃的主要原料是钢化玻璃，秦皇岛市运通玻璃机电有限公司生产的玻璃钢化机组是将平板玻璃加工成钢化玻璃的机组。此机组的主要原理是先将玻璃加热到一定温度，然后进行淬冷。在钢化玻璃生产过程中，对产品质量影响最大的是如何使玻璃形成较大而均匀的内应力。而对产量影响最大的则是如何防止炸裂和变形。不论是上述哪个影响因数都与玻璃的加热和冷却条件密切相关，因此机组炉内温度采集的准确及时对控制温度起着至关重要的作用。
　　
　　系统构成
　　系统由HITECH触摸屏、三菱Fx-2N系列PLC、鼎升力创R-8188 PC-BASED 控制器、鼎升力创温度采集模块R-8018、温度传感器热电偶构成。触摸屏作为人机交互的系统，可以设定、存取、显示工艺参数并且可以设定和显示温度；PLC作为上位主机，完成工艺流程和温度控制；R-8188作为串口通讯控制器，实现温度上传和主机命令下达；R-8018作为热电偶温度采集器，负责各区温度采集。系统构成如图所示。
　　
　　 R-8188是一种低价格、多用途、可编程的串口通讯控制和通讯协议转换模块。具有COM1：RS-232/RS-485,COM2:RS-485,COM3:RS-232,COM4:RS-232共4个串口。其核心硬件为AMD-80188-40MHz嵌入式CPU。一般内置实时时钟，NVRAM（31bytes）,EEPROM（2048bytes）,看门狗定时器，电源保护电路，BIOS支持RTC时间和日期，配置SRAM（256kbytes）,Flash Memory（256/512kbytes）,电源10～30VDC，功耗2.0～3.0W，操作系统软件采用ROMDOS，用户可借助一台普通的PC机开发程序，并通过PC机的串口可与之进行通讯或下载程序。
　　 PLC与温度采集模块R-8018也可以直接通信，但编程会比较困难，而且效率也很低，且不利于工程化，R-8188正好能解决这个问题，其作用是通过RS-232接口与ＰＬＣ连接，通过其ＲＳ－４８５接口与温度采集模块R-8018相连，当接收到ＰＬＣ命令后，将其转化为对采集模块R-8018的操作命令，并将执行的结果打包回传给PLC，作为PLC控制的依据。通过R-8188灵活的编程，实现了协议的转换、数据的传输和工程化的要求。
　　
　　 R-8018是8路模拟量热电偶输入模块。分辨率为16位，热电偶类型为J、K、T、E、R、S、B、N、C可灵活设定。
　　由于鼎升力创R-8018温度采集模块采用RS-485通讯方式，可远距离通讯，系统所有模块只需要用一条通讯线进行连接，具有高通讯速率，高采样分辨率，智能化、光电隔离、强抗干扰和双看门狗设计，使系统的可靠性增强，数据高速I/O成为可能，软件开发也较为容易。
　　系统可根据测量的温度点数任意增减模块数量,配置灵活,端子可插拔,采用导轨式安装,施工维护及其方便。
　　
　　软件实现
　　由于系统采用模块化架构，因此软件开发也较为容易。
　　触摸屏软件
　　利用ADP6.0组态软件开发的HITECH触摸屏实时监控系统，采样速度快，可靠性高。ADP6.0具有丰富的ActiveX控件，开发速度快，根据定义的联接设备，自动加载通讯驱动程序。为了方便操作人员对模块的维修维护，及时发现问题，设计了模块调试画面。画面如图。具有模块的地址编号搜索、地址编号设置，通道数据的采集等主要功能。
　

　　模块搜索功能可以检测各个编号的模块的存在。具体操作：按下“准备搜索”按钮，此按钮灯开始闪烁，同时显示“正在搜索。。。”，系统开始自动搜索各个模块。若某个编号地址的模块地址存在，在屏幕相应位置显示出此模块编号；若某个编号的地址的模块不存在，则在相应位置显示“FF”。若搜索完成，按钮自动复位，不再闪烁。
　　模块地址编号设置功能可以修改模块的地址编号。具体操作：首先，在“当前地址”位置输入模块的当前地址编号（十六进制），在“欲设地址”位置输入模块的新地址编号（十六进制），按下“准备设置”按钮，此按钮灯开始闪烁，若完成模块地址编号的地址编号的设置，“准备设置”按钮将自动复位。若“当前地址”位置输入模块的当前模块地址编号不存在，则此按钮灯将不停闪烁，超过20秒，证明当前地址设置错误，需要使用模块搜索功能检测出当前地址编号重新设置。
　　模块通道数据的测量功能可以对某个模块8个通道的数据进行测量。具体操作：首先，在“当前地址”位置输入要测量的模块地址编号；其次，按下“准备测量”按钮，按钮灯开始闪烁，同时显示“正在测量。。。”，此模块8个通道的温度测量值依次显示在屏幕上；若输入的“当前地址”编号并不存在，则8个通道的温度测量值显示“0”。再次按下“准备测量”按钮，完成测量。
　　

　　 R-8188软件
　　 R-8188提供了丰富而方便的库函数，其中包括关键的看门狗、相关的数据发送和接受函数、时钟中断函数等等。同时还提供了丰富的例程，因而使得开发的软件逻辑简捷，开发及其迅速可靠。R-8188的串口控制16个R-8018，通过地址来区分。对于鼎升力创的8000系列模块，其工作参数和模块地址是可调的，可在系统组装前进行设置，也可以自己编制软件实现对其地址和工作参数的设定。
　　由于R-8188内有DOS环境，因而采用TC2.0来编写其程序。程序主要包括初始化、数据发送、数据接收、数据处理、工作参数设置和地址设定等部分。
　　其软件框图如下。

　　结论
　　作者长期从事计算机监控方面的项目和研究工作，设计了专门通过RS-232、RS-485测试监控系统或相应的智能设备。采用鼎升力创智能采集模块设计的现场温度采集传输系统，现在已大量应用到国内外现场设备中，运行稳定可靠，操作简便,取得了明显的经济效益和社会效益。