基于KingView 6.5的軌道衡計量系統(tǒng)
組態(tài)軟件提供了豐富的圖形處理、多種通信協(xié)議以及集成數(shù)據(jù)打印、報警等功能具有較高的開放性和集成能力，易用性強，為理想的開發(fā)軟件。基于組態(tài)軟件的軌道衡計量系統(tǒng)人機界面簡潔，能夠自動完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、系統(tǒng)運行狀態(tài)判別等任務(wù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的集成，監(jiān)控人員能夠及時、全面、準確地獲得相關(guān)信息，便于進行計量過程的監(jiān)視和管理。國內(nèi)外現(xiàn)有組態(tài)軟件較多，如FIX，In-Touch，KingView，MCGS等。在軌道衡計量系統(tǒng)項目設(shè)計中，選用KingView 6.5進行軌道衡計量系統(tǒng)開發(fā)，KingView 6.5支持各種智能模塊、可編程控制器、板卡、智能儀表等，被廣泛用于工控領(lǐng)域，可以滿足現(xiàn)場的實際需求。
1 軌道衡計量系統(tǒng)組成
軌道衡計量系統(tǒng)由秤重系統(tǒng)、計量和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)幾個部分組成，軌道衡計量系統(tǒng)組成如圖1所示。稱重部分主要包括秤體、橋式稱重傳感器，計量部分包括工控機、數(shù)據(jù)采集卡與KingView 6.5軟件，遠程監(jiān)控中心通過以太網(wǎng)，基于TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)稱重系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。
軌道衡工作時，車輛重力加到計量臺面作用到稱重傳感器上，傳感器與接線盒構(gòu)成測量橋路，當彈性體產(chǎn)生形變時，通過接線盒實現(xiàn)重力與電壓信號的轉(zhuǎn)換。圖2為傳感器信號電路圖，電路采用高精度、高抗干擾能力的專用供橋電源。測量模擬信號通過數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG輸人研華工控機，利用組態(tài)軟件進行相關(guān)處理，實現(xiàn)高精度計量與管理工作。
2 軌道衡計量系統(tǒng)的組態(tài)
采用KingView 6.5進行軌道衡計量系統(tǒng)設(shè)計時，首先對計量系統(tǒng)進行硬件組態(tài)，KingView 6.5內(nèi)嵌數(shù)據(jù)采集卡驅(qū)動程序，通過選擇自動完成相應(yīng)驅(qū)動程序的啟動，建立KingView 6.5與數(shù)據(jù)采集卡之間的通訊，此后進行軟件組態(tài)設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的稱重顯示與數(shù)據(jù)管理功能。
2.1 計量系統(tǒng)模塊
軌道衡計量系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，系統(tǒng)包括主界面、參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)庫管理、報警、歷史曲線和報表處理等模塊，如圖3所示。系統(tǒng)運行時首先進入主界面，通過監(jiān)控畫面反映了軌道衡的運行狀態(tài)，實時動態(tài)顯示計量參數(shù)，各功能模塊通過事件選擇實現(xiàn)。
運行界面設(shè)計直接將圖庫中合適的圖形與繪好畫面調(diào)出組合即可，同時根據(jù)實際情況定義畫面的動畫效果，使得稱量畫面顯示豐富。
KingView 6.5對外部設(shè)備的管理通過對邏輯設(shè)備名的管理來實現(xiàn)的，在數(shù)據(jù)詞典中建立I／O變量，定義了I／O變量后，KingView 6.5通過I／O變量便可以進行讀與寫操作，可以直接使用變量名進行軌道衡計量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示、記錄與分析。
2.2 稱重處理計算
在軌道衡稱量過程中，由于車輛的振動和車輛對臺面的沖擊影響，秤重傳感器輸出信號會疊加交變信號。設(shè)計中除了采用硬件濾掉高頻干擾外，還采用組態(tài)軟件對測量信號進行數(shù)據(jù)處理，提高測量精確度。測量信號的數(shù)據(jù)處理采用了單純移動平均值法，將測量信號進行平滑處理。
對于一組測量信號，i=1，2，…，n，處理的平均值y(i)為：
式中，
表示由2m+1個點組成的左右對稱的權(quán)函數(shù)，當ω(j)為1，即采用矩形權(quán)函數(shù)時，y(i)= 
，N=2m+1，i=m+1，…，n-m，采用單純移動平均法對測量信號處理后開始進行稱重計算。
為了得到實際的重量值，需要進行工程量轉(zhuǎn)換，把已處理的有效采集數(shù)據(jù)乘以一定的系數(shù)即可。稱重過程中，由于稱重傳感器和信號放大電路會造成測量信號非線性，系統(tǒng)采用分段補償方法將整個稱量段分段，根據(jù)標定秤的結(jié)果，對每段非線性進行補償，在重量點之間做線性插補，將修正曲線近似成折線，從而減小誤差，提高軌道衡稱量結(jié)果的準確度。
2.3 數(shù)據(jù)管理
系統(tǒng)設(shè)計了數(shù)據(jù)庫查詢、歷史趨勢曲線、報表等功能。數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)提供了一個強大的數(shù)據(jù)記錄和管理的工具，KingView 6.5具有SQL訪問功能，SQL訪問管理器用來建立數(shù)據(jù)庫和KingView 6.5變量之間的聯(lián)系，在計量數(shù)據(jù)管理中，借助SQL訪問管理器，結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能。
設(shè)計時，建立一個Access數(shù)據(jù)庫，構(gòu)造測量表，添加一個名為SQL記錄，使用KingView 6.5與Acess進行數(shù)據(jù)交換時，要在KingView 6.5數(shù)據(jù)詞典里定義變量，定義變量名稱與變量類型，作為數(shù)據(jù)庫連接時的連接號。在KingView 6.5開發(fā)環(huán)境下，建立記錄體，用來連接Access數(shù)據(jù)表格的列和KingView 6.5數(shù)據(jù)詞典中的變量，SQL函數(shù)可以在KingView 6.5的任意一種命令語言中調(diào)用，如：SQL Connect(DeviceID，”dsn=SQL記錄”)。
歷史趨勢曲線用來反映數(shù)據(jù)變量隨時間的變化情況，以曲線形式形象地表示，有數(shù)據(jù)存儲和查詢功能，可以完成任何時間段的歷史數(shù)據(jù)查詢。
數(shù)據(jù)報表反映計量過程的數(shù)據(jù)、狀態(tài)，并對數(shù)據(jù)進行記錄，反映了系統(tǒng)實時運行情況，可以進行歷史報表和實時報表的查詢、編輯和打印。
2.4 遠程監(jiān)控設(shè)置
KingView 6.5為客戶-服務(wù)器模式，支持分布式歷史數(shù)據(jù)庫和分布式報警系統(tǒng)，可運行在基于TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)中，向操作管理人員提供遠程計量信息。
遠程監(jiān)控設(shè)計時，需要把網(wǎng)絡(luò)站點上組態(tài)的工程設(shè)置為完全共享方式，對遠程監(jiān)控計算機與現(xiàn)場計量工控機進行網(wǎng)絡(luò)連接操作，進行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)連網(wǎng)設(shè)置，并輸入相關(guān)服務(wù)器的IP地址。
完成遠程站點的節(jié)點類型與客戶配置，計量時就可以實現(xiàn)系統(tǒng)信息的傳遞與操作?？蛻舳藷o需定義變量，組態(tài)王可以對網(wǎng)絡(luò)中的變量進行引用，在遠程監(jiān)控端直接查看軌道衡計量信息。
3 結(jié) 語
基于KingView 6.5的軌道衡計量系統(tǒng)開發(fā)效率高，系統(tǒng)易于擴展。實時計量系統(tǒng)界面顯示豐富，實現(xiàn)了計量過程的動畫、實時顯示變化趨勢，人機交互方便，可以實現(xiàn)連續(xù)計量、數(shù)據(jù)庫管理功能，系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)顯示正常，運行穩(wěn)定。
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