挤出式乳胶丝关键生产参数监测系统设计

材料安置在转动轴上，霍尔传感器可判定磁性材料是否随轴转动，选用三线制NPN型霍尔传感器，为保证其在额定输出电流下工作，选用160Ω电阻作为负载，客户端直接通过霍尔传感器输出信号判定搅拌状态。为适应各种搅拌速度，会导致总线占用时间长，不利于系统总体采集效率，故将霍尔传感器输出接入宿州泰华仪表有限公司WS15281型频率信号隔离器，可将霍尔传感器输出信号转换为4-20mA输出，通过设置阈值实现搅拌状态判定。

速度监测模块根据电机转速范围选用广州昆仑自动化设备有限公司XSM-BGT2AIB1VO转速测控仪，可测量0-60r/min转速范围；考虑安装简易性，选用NPN型三线制霍尔传感器作为转速测控仪输入传感器，将磁性材料安装于电机传动轮上，使用固定架定位好霍尔传感器即可测量电机转速。转速测量结果变送为4-20mA电流信号，该信号可按照比例变换实现t_gel、t_clean、t_dry及t_vul测量，图4为数据采集现场速度监测示意图。

图5为数据采集现场酸碱度监测示意图，酸碱度监测主体电位计选用意大利匹磁pH7685，根据挤出式乳胶丝生产线酸槽采用的醋酸浓度（30%-40%）及温度（30-35℃），可选用匹磁S2173PH复合电极配合pH控制器及选用PT1OO铂热电阻传感器，实现测量的温度补偿。匹磁pH7685控制器提供4-20mA模拟信号输出，可反映测量值大小。

转速测控仪、pH控制器及频率信号隔离器输出均为4-20mA信号，由于数据采集现场各监测点与客户端有一定距离，为保证信号有序传输且不丢失，选用苏州迅鹏仪器仪表有限公司DFM206输入测量模块，该模块可采集6通道输入信息，将数据采集现场4-20mA输出信号接入485总线，并使用Modbus通信协议实现数据传输。

2.2 软件设计

客户端选用MCGS组态软件作为系统软件开发平台，系统数据通信基于Modhus通信协议，数据采集现场除温度采集设备是直接挂在总线上，其余监测信息均通过输入测量模块接入总线，通过添加并设置设备窗口通用串口父设备。串口通信波特率选用19200b/s、8位数据位、1位停止位、奇校验模式。在通用串口父设备下添加标准ModhusRTU设备，将地址设置与数据采集现场温控仪及输入测量模块对应上，并设置内部属性。

其中输入测量模块添加6个通道，通道中寄存器类型为[4区]输出寄存器，数据类型为32位浮点数，寄存器地址分别为4097，4353，4609，4865，5121，5377；温控仪则只需添加1个通道，通道中寄存器类型为[4区]输出寄存器，数据类型为16位无符号二进制，寄存器地址为139，以客户端读取地址为l的温控仪温度值为例，假设温度值为100℃，表1、表2分别为客户端发送数据与接收数据。

完成设备定义后通过用户窗口设计用户交互界面，同时在主控窗口设计系统菜单；其中，登录设置菜单可完成登录用户、用户管理、修改密码及退出登录的操作，实现不同用户的操作权限设置、管理。窗口查看菜单中参数监测窗口是监测系统的启动窗口，在该窗口可实时查看生产参数，报警阈值设置窗口可设置系统报警阈值，适应不同型号乳胶丝生产的报警设置：数据管理菜单可查看历史报警数据及生产参数的存盘数据：退出系统菜单则完成系统的退出功能。图6为挤出式乳胶丝关键生产参数监测系统实物。

3 系统测试

系统搭建完成后运行MCGS组态环境，通过实时数据库定义数据对象以表示挤出式乳胶丝各监测量，在设备窗口将定义数据对象与标准ModbusRTU设备各通道连接到一起，最后在参数监测窗口显示监测信息，图7为挤出式乳胶丝关键生产参数监测系统界面。