1、引言 　　 鋼材軋制前對(duì)鋼坯出爐溫度進(jìn)行檢測(cè)是保證軋鋼質(zhì)量的一項(xiàng)重要措施。傳統(tǒng)的人工測(cè)試難以保證產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)效率較低，實(shí)現(xiàn)軋鋼在線的溫度和支數(shù)自動(dòng)測(cè)量具有重要意義。由于軋鋼線距離遠(yuǎn)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可有效降低系統(tǒng)造價(jià)。 現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，完備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持7層協(xié)議，如lonworks和profibus，這種網(wǎng)絡(luò)可以通過網(wǎng)關(guān)和INTERNET/INTRANET相連，組成較大系統(tǒng)。簡(jiǎn)化3層協(xié)議以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、產(chǎn)品品種全、使用方便，在小型自動(dòng)化系統(tǒng)中仍被廣泛應(yīng)用，如CAN，RS-485等網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)，集數(shù)據(jù)的采集、處理及網(wǎng)絡(luò)通訊為一體，實(shí)現(xiàn)了鋼坯出爐的溫度采集和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。利用兩個(gè)輻射測(cè)溫儀判斷鋼坯行走方向，并實(shí)現(xiàn)鋼坯支數(shù)計(jì)數(shù)。 2、系統(tǒng)組成及工作原理 　　 一個(gè)RS-485總線結(jié)構(gòu)的鋼坯在線測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)的五個(gè)節(jié)點(diǎn)分布在現(xiàn)場(chǎng)的不同位置，對(duì)應(yīng)的智能單元分別為兩個(gè)分光比色輻射溫度測(cè)試儀、兩個(gè)溫度顯示報(bào)警儀表和一個(gè)大屏幕顯示器。調(diào)度計(jì)算機(jī)經(jīng)COMl通訊口通過RS232C到RS485轉(zhuǎn)換器ADAM4520向網(wǎng)絡(luò)的各節(jié)點(diǎn)發(fā)布命令，協(xié)調(diào)與各智能單元之間49數(shù)據(jù)通訊。　　 分光比色輻射溫度測(cè)試儀由本單位研制，該儀表采集兩路不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)經(jīng)過內(nèi)置單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理后，以RS485總線標(biāo)準(zhǔn)輸出測(cè)試鋼坯的溫度峰值、溫度谷值、溫度均值和溫度即值等多種數(shù)據(jù)。圖1中的兩個(gè)測(cè)溫輻射測(cè)溫儀功能相同，一塊稱作主測(cè)儀，另一塊稱作輔測(cè)儀。主測(cè)儀負(fù)責(zé)采集鋼坯均值溫度和峰值溫度；輔測(cè)儀配合主測(cè)儀判斷鋼坯行進(jìn)方向，并對(duì)支數(shù)進(jìn)行加1或減l計(jì)數(shù)。大屏幕LED顯示器顯示當(dāng)前日期、時(shí)間、鋼壞溫度均值和鋼壞支數(shù)等信息。兩個(gè)溫度顯示表分別安裝在兩個(gè)操作間內(nèi)，通過RS-485總線接收主機(jī)數(shù)據(jù)，顯示鋼壞溫度均值并給出報(bào)警信號(hào)。微型打印機(jī)以串行方式與主機(jī)的COM2通訊口連接，在線紀(jì)錄超限報(bào)警信息。 3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 　　 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)分為五大功能模塊：溫度采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、溫度報(bào)警、文件管理及鋼坯計(jì)數(shù)等。系統(tǒng)程序在window98系統(tǒng)下VB6.0軟件開發(fā)，界面由四部分組成。第一部分是菜單命令窗口；第二部分是數(shù)據(jù)顯示窗口，以滾屏方式顯示數(shù)據(jù)；第三部分是狀態(tài)窗口，位于屏幕底端，用于顯示當(dāng)前的設(shè)置參數(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及超限報(bào)警信息；第四部分專門用于顯示當(dāng)前日期和時(shí)間。通過菜單操作可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、打印、參數(shù)設(shè)置、暫停、退出及幫助等多項(xiàng)功能。　　 根據(jù)不同任務(wù)的工作特點(diǎn)，軟件采用前臺(tái)和后臺(tái)并行運(yùn)行的連續(xù)工作方式。前臺(tái)一般采用菜單命令的直接操作方式，例如：歷史數(shù)據(jù)打印和當(dāng)前數(shù)據(jù)打印、溫度超限值設(shè)定和鋼坯支數(shù)的修改操作等。而后臺(tái)則是系統(tǒng)實(shí)時(shí)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通訊、鋼坯計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)存盤、溫度超限報(bào)警等。 　　 3.1網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議及程序?qū)崿F(xiàn)　　 網(wǎng)絡(luò)工作方式采用主機(jī)調(diào)度按優(yōu)先級(jí)分時(shí)聯(lián)絡(luò)的工作方式，通訊波特率為9600bps，字符格式為1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，元奇偶校驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)異步格式。總線上的設(shè)備均為本單位研制的產(chǎn)品，通訊協(xié)議兼容研華ADAM4000系列。　 命令語法中，第一個(gè)字符（如：#、>和@）表示命令的定界符；AA表示指定設(shè)備的十六進(jìn)制地址碼，例如：本系統(tǒng)主測(cè)儀表的地址為0BH、輔測(cè)儀表為0CH；N為溫度類別，0為即值，1為峰值，2為谷值，3為均值；每個(gè)命令以回車字符結(jié)束。如果總線設(shè)備檢測(cè)到通訊錯(cuò)或指定的地址不存在時(shí)，則不應(yīng)答，程序設(shè)計(jì)時(shí)給出故障信息并作處理；如果正確，則執(zhí)行相應(yīng)操作，并返回?cái)?shù)據(jù)或信息。由于Visual Basic能夠快速創(chuàng)建Windows應(yīng)用程序，功能強(qiáng)大，容易學(xué)習(xí)和掌握，維護(hù)方便，因此，VB編寫工業(yè)控制軟件較為普遍。 Visual Basic的MsComm控件為應(yīng)用程序提供完善的串行通訊功能，能夠滿足系統(tǒng)通訊軟件的編程要求。下面程序段完成了命令發(fā)送。 　　 系統(tǒng)與各節(jié)點(diǎn)的通訊時(shí)，如果響應(yīng)信息超時(shí)或出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)丟失甚至造成系統(tǒng)故障，所以通訊過程使用了兩個(gè)定時(shí)器控件，一個(gè)用于發(fā)送命令，實(shí)例為timComm_Timer，定時(shí)器的觸發(fā)間隔為100ms。另一個(gè)定時(shí)器控件實(shí)例timCom-mErr_Timer用于檢測(cè)通訊系統(tǒng)的異常，即當(dāng)每次通訊超過70ms沒有響應(yīng)時(shí)，該定時(shí)器進(jìn)行錯(cuò)誤處理并轉(zhuǎn)向下一個(gè)單元的命令發(fā)送。TimComm_Timer事件發(fā)生時(shí)，還使用一個(gè)定時(shí)器定時(shí)10s，更新大屏幕的日期和時(shí)間等四組數(shù)據(jù)。　　 在OnComm事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)任務(wù)完成數(shù)據(jù)處理。接收數(shù)據(jù)的通訊程序段如下： 當(dāng)MSComm控件的CommEvent屬性的值變化時(shí)，就產(chǎn)生OnComm事件。本系統(tǒng)的OnComm事件主要用來捕獲來自系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理主要包括四項(xiàng)任務(wù)：鋼坯計(jì)數(shù)、滾屏顯示、數(shù)據(jù)存盤及文件管理、溫度超限報(bào)警。OnComm事件發(fā)生時(shí)，關(guān)閉檢測(cè)通訊錯(cuò)誤定時(shí)器timComm_Timer，表示本次通訊成功。 　　 3.2鋼坯支數(shù)計(jì)量方法　　 本系統(tǒng)是在鋼坯出爐時(shí)測(cè)試鋼坯溫度并記錄鋼坯支數(shù)。軋制時(shí)可能由于軋滾故障，造成軋線停滯，由此造成剛出爐的鋼坯停滯或回爐。因此，支數(shù)計(jì)量需要判斷鋼坯的行進(jìn)方向，出爐時(shí)，支數(shù)加1，因爐時(shí)支數(shù)減1。系統(tǒng)中采用兩個(gè)輻射測(cè)溫儀根據(jù)鋼坯進(jìn)入視區(qū)的先后次序判斷鋼坯行進(jìn)方向，并根據(jù)方向?qū)︿撆髦?shù)進(jìn)行加1或減1計(jì)數(shù)。正常情況下，出爐鋼坯在1100℃左右，設(shè)定有鋼坯通過的闋值溫度為900℃。安裝時(shí)，兩個(gè)測(cè)溫儀測(cè)溫點(diǎn)間距2m，鋼坯長(zhǎng)度4m左右，鋼坯通過時(shí)，兩個(gè)測(cè)溫儀能同時(shí)測(cè)到有鋼通過。鋼坯在溫度測(cè)試點(diǎn)上有正向通過、反向通過、停滯→段時(shí)間、前后移動(dòng)等多種情況。testBillet過程是在OnComm事件處理程序中調(diào)用的，由狀態(tài)變量State Var指示錮坯通過測(cè)溫儀時(shí)各種狀態(tài)。沒有鋼坯通過State Var=0，此時(shí)，程序讀取兩個(gè)測(cè)溫儀數(shù)據(jù)，當(dāng)主測(cè)溫儀大于900℃，輔測(cè)溫儀小于900℃，鋼坯正向進(jìn)入視區(qū)，置State Var=1，進(jìn)入正向過程鋼坯測(cè)試；當(dāng)輔測(cè)溫儀大于900℃，主測(cè)溫儀小于900℃，鋼坯反向進(jìn)入視區(qū)，置State Var=2，進(jìn)入反向過程鋼坯測(cè)試。正向過程鋼坯測(cè)試，判斷是否正向結(jié)束，如果正向結(jié)束，支數(shù)加1，并計(jì)算均值和峰值；否則，鋼坯在測(cè)試點(diǎn)回爐，程序返回。反向過程鋼坯測(cè)試，則判斷鋼坯是否反向結(jié)束，如果反向結(jié)束，支數(shù)減1；否則是測(cè)試點(diǎn)的鋼壞移動(dòng)，支數(shù)不變。 4、結(jié)束語 　　 采用RS-485總線技術(shù)，簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)布線，降低了系統(tǒng)成本。軟件設(shè)計(jì)采用windows98下VB6.0設(shè)計(jì)，充分利用了可視化編程語言提供的強(qiáng)大功能，界面友好，編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。采用雙測(cè)溫儀進(jìn)行溫度測(cè)量和判斷鋼壞行進(jìn)方向，完成對(duì)復(fù)雜鋼壞運(yùn)行情況下鋼壞支數(shù)的計(jì)數(shù)功能。該系統(tǒng)經(jīng)過濟(jì)南鋼鐵公司的近一年的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，證明系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，測(cè)溫精度高，使用方便。 產(chǎn)品配置: 輻射測(cè)溫儀適用領(lǐng)域及情況： 鋼材軋制領(lǐng)域 。