工控PC核子秤计量与监控系统的设计与应用

　　0　概述

　　核子秤是利用物质对γ射线的吸收原理制成的,是当前最新一代散装物料在线计量及监控设备。它在与传输带不直接接触的情况下,可以实现多种型式输送机输送物料的在线连续计量与控制,适用于各种工业现场环境。

　　工控PC核子秤计量与监控系统的核心硬件系统由工业控制PC机,配以12位的A/D转换器、16路开关量输入、16路开关量输出等接口电路组成。核子秤计量与监控系统的核心软件系统是在Windows98/WindowsNT环境下,采用Visual C++6.0编制、开发的通用计量与监控系统。可以实现单秤计控、4秤计量、4秤计量与配料、8秤计量、8秤计量与配料、16秤计量、16秤计量与配料等多种功能。具体的用户,可以通过安装引导程序进行定义,或者根据系统设置选项自己定义,灵活选择,适应性广泛。

　　1　总体结构方案

　　由于该系统的各个子系统都有着相似的功能,各个子系统之间的不同只是秤体个数的不同,或者是增加、减少某个功能而已。为此,这里为该系统设计了1个3个层次的总体结构方案,其原理如图1所示。

　　图中各层的功能及实现方法如下:

　　(1)底层,又称为虚拟设备驱动层VxD,完成从各个通道采集信号。

　　在实时控制系统中,系统分为前台和后台。后台即是底层,完成信号的采集,这里采用虚拟设备技术VxD,截取系统8号中断,每秒钟采集18次信号,然后对采集的信号进行数字滤波(求平均值),将其存储在缓冲区中。这样可以确保在上层应用程序出现短时间死机的情况下,仍能完好地保存采集信号,待上层重新恢复运行时,能保证生产的顺利进行,从而体现出系统良好的可靠性,稳定性与安全性。

　　(2)最上层为应用程序界面层,在实时控制系统中为前台。前台非常重要的功能是从底层VxD的缓冲区中获得数据,并定时送到文档中。本系统应用程序界面层包括主界面控制台、流量曲线显示、各种参数设置、无物料输出校对、自动标定、清除产量、系统配置、产量运算、图表显示、报表打印、曲线打印、记录查询、网络通信、流量输出、485通信、催款加密等功能。其中的计控和配料系统还需完成PID运算和控制信号输出功能,以及完成数据的计算存储、显示等,可以在主界面上实时显示系统的信号情况、工作状态、产量报表和流量曲线等,显示的内容和显示的方式与系统主界面保持一致。

　　(3)中间层为接口层,主要完成上、下两层的数据通信。它通过Microsoft提供的API接口函数De-viceIoControl(),由应用层中的AcquireDate()函数调用把底层VxD采集的数据送到上层,以备上层进行各种运算、处理、判断,从而实现对整个系统的控制和显示。