数据采集系统在炼铁动力网络的应用

数据采集系统在炼铁动力网络的应用

朱宏超

朱宏超

河北钢铁集团唐钢微尔自动化公司唐山063000

摘要：随着生产信息化的不断发展与更新，炼铁动力数据采集（简称数采）的用户群不断增加。原有系统已经不能满足生产和用户的需求，通过对原有数采的探索，在原有数采的基础上架设一条专用光纤系统。本文对数采系统ADAM5000原理及应用，上位软件都将做简要介绍。

关键词：数据采集；ADAM5000；FIX

1前言

炼铁动力区数据采集系统是一套集综合采集、监控、调度为一体的系统，它能够快速、准确地反映出炼铁厂用高气、焦气、气体管网压力、动力生产情况，调度人员根据这些数据，综合做出判断，调整生产情况，在保证用气安全及管网压力正常的基础前提下，合理分配资源，改变网络现状，确保数据通畅，提高生产效率，减低炼铁成本。

2原理

2.1数据采集原理：如图1

多路转换开关有8路摸拟信号同时输入，内部有8个电子开关，该开关受CPU来的3路信号控制，多路转换开关有1路输出去A/D转换，CPU输出3路信号为000----111二进制数，每个数值控制一个开关闭合，如：000控制第1个开关闭合，110控制第7个开关闭合。当CPU发出“读数”信号时。首先命A/D准备，后发出控制信号命一个开关闭合，这样一个模拟信号通过开关到A/D转换，变成数字量信号去RAM，再去CPU计算，后去D/A转换输出，CPU计算完后又发出一个控制信号命令另一个开关闭合，该模拟信号同样通过开关到A/D转换到RAM，CPU，D/A。如此循环，使每个摸拟信号都分别被接通，再分别被处理。

2.2ADAM5000系列原理及应用

ADAM5000/485内有一个CPU（80188）卡，一个电源调节器，一个4槽机板，一个内置的RS---232通讯口和一个RS---485通讯口。CPU最多支持64个I/O点，这些I/O点可以设置成输入输出点。ADAM5000系列包括了应用所需要的全范围的I/O模块，数字量模块支持10到30个直流电压和继电器的输出，模拟量模块提供16位的，可编程的输入和输出的量程范围ADAM5000系统有几种软件应用：DOS下的应用软件可以用来对ADAM5000进行设置，DLL提供Windows下的编程驱动，DDE为Intouch，Fix，DMACS，Genie等Windows下的软件包提供了接口。ADAM5000/485面板上有几个指示灯分别是：系统状态（PWRRUN）通讯状态（TX，RX）。ADAM5000/485面板上有网络地址开关，它是用8针DIP开关来设置网络地址，从0到255（00h----FFh），ON代表二进制中的1，OFF代表0。ADAM5000/485有3个通讯接口，其中RS485接口是9针插头，RS232是9孔插座，DATA+，DATA-是端子排上的两端子，它输出的也是RS485通讯协议，RS485是工业上使用最广泛的双向有补偿传输线标准，它特别为能够高速和长距离发送和接收的工业系统特别开发的。RS232接口可以直接与计算机COM口相联，RS485网络可以对传感器信号进行低噪声传输，通过ADAMRS485中继器，最多可连接256个ADAM-5000，可扩展的最大距离4000英尺，为扩展网络容量，ADAMTRS485中继器使用一个逻辑RTS信号来管理中继器的信号流向，RS485网络只需两根廉价的双绞线。

图1

3系统介绍

3.1数采站系统构架

炼铁动力区数采系统中，每一个站的硬件配置都是相同的，都是由一ADAM5000/485的框架加入5017、5013模板构建而成，根据系统要求点数的多少来配置所需模板个数。对于要求少的站，我们用DUT4000系统采集模块代替ADAM5000来减少成本提高效率。这些站分别分成4个网，由4个4520转换器来接收数据，4520是双向转换器，主机发出RS232转换成RS485，ADAM5000发出RS485转换成RS232。在2#网由于距离远我们应用到了4510中继器，它的作用就是，既双向放大，以便远距离传输。4520转换器和4510中继器，两者都有自动识别方向的I/O电路，无需握手信号，你可不加修改地在ADAM网络中使用半双工的RS232通讯软件。（具体数采网络图见附图一）

3.2数采系统采集的基础数据

动力区炼铁厂TRT高炉顶压、TRT煤气进口压力、TRT发电量、TRT煤气进口流量、TRT进口温度、锅炉II级过热器后压力、锅炉给水压力、锅炉蒸汽母管压力、锅炉高炉煤气压力、锅炉焦炉煤气压力、汽机送风压力、汽机进汽压力、汽机送风压力、汽机入口温度、15万煤气柜柜容、进出口压力、放散塔各个支管放散量、放散管压力、北区用焦煤流量、北区用焦煤压力、压缩空气压力、唐龙用焦煤流量、烧结区烧结机用气流量、压力、高炉区热风炉用气流量、压力。

3.3监控软件

上位机FIX软件主要是与ADAM5000进行通讯，它主要是通过一个叫I/O驱动器的软件接口，同现场的I/O设备直接通讯。将数据拿上来，存在数据库中供数据处理时调用，也可将数据发出去，实现自动控制。可实现监视，监控，报警，控制，报表，趋势记录等各种数据处理。

4网络改造

自从数采服务器更换位置以后，从原来的5个网络变成了4个网，原有线路老化显现严重导致数据采集延时不准确现象时有发生。就此我们由数采服务器现在位置向动力调度室敷设一根专用光纤。在动力调度室增设数采交换机，数采交换机同时连接原动调和燃调各终端，同时引出一路网线连接至北区局域网。新敷设的通讯光纤穿保护管。设立中继器，对三期衰弱的信号予以加强修复。敷设一期汽机厂房至调度室的通讯电缆。

改造后网络拓扑图：

如图2

如图2

说明：数采系统现使用新光缆系统，从数采服务器经光纤收发器进入HUB-2口，通过HUB-1口与厂际网络连接。原系统是数采服务器直接与计控处交换机连接，新系统改为光纤连接。当出现问题是可以将原燃气调度室内光纤收发器端的网线摘下接到原来数采交换机上连接即可恢复原系统。

5结语

数据采集系统具有实时准确的传递数据的能力，是生产上的工具。为保证其通讯稳定正常运行必须对网络进行优化并合理利用资源。此次敷设通讯电缆及光缆，增加中继器，有效地解决了数据传输冲突的问题，解决了信号衰弱的问题，解决了通讯电缆不畅画面没有信号的问题，更为重要的是，从1#TRT厂房敷设到调度室的新光纤，成功解决了因为局域网交换机有时速度较慢造成的调度室控制画面数据更新慢的问题，极大地提高了设备的可靠率，避免了因数据传输故障造成的增加人力资源和效率低下的问题，在保证生产设备和管网的安全的情况下，提升了资源的利用效率。

附图一：