熏蒸自动化控制与检测系统基于RS-232串口与计算机通信
概述 系统描述 解决方案 连接示意图 适用产品型号

RS-232串口作为电子设备最古老的通信接口,在工业现场得到了大量的使用,但是由于RS-232串口采用平衡差分传输,传输距离短,且只能支持点对点通信模式,而现有计算机只具备单个RS-232串口甚至已经取消了串口。当多个串口设备需要与计算机通信就需要多串口卡来扩展串口,而RS-232串口需要长距离通信则需要232转422转换器对RS-232串口进行延长。

系统描述

熏蒸就是通过在密闭环境下使用化合物将害虫等有害生物进行灭杀的过程,在熏蒸过程中,化合物的浓度,环境的温湿度必须要适宜,环境温度过高或者过低都有可能会影响化合物的使用效果,熏蒸剂的浓度过低则会导致灭杀效果不足,导致害虫灭杀不彻底,浓度过高则会导致使用浪费以及污染环境。利用计算机对于整个熏蒸流程进行自动化控制,能够有效的避免浪费以及提高熏蒸的效率。熏蒸自动化控制系统包括有熏蒸设备自动控制系统,熏蒸剂浓度监测设备,温湿度监测设备,熏蒸活动门以及循环通道等。整个系统的设备都是采用RS-232串口与计算机进行数据交换,但是计算机只具备一个RS-232串口且RS-232串口通信距离仅有15米,单纯采用RS-232串口通信并不能满足系统的通信需求。

解决方案

熏蒸系统最开始是采用人工方式进行检测相应的参数以及控制相关设备的运行,工人通过观察熏蒸设备的相关参数进行预判,在相应参数达到一定数值后再进行相关的操作。采用人工操作的方式存在相当大的缺点:1.反应速度慢,检测数据与操作控制具有一定的滞后性。2.熏蒸剂对人体具有一定的危害性,长时间接触对于人员健康有损害。3.检测数据参数依靠人工,精确度不高,数值会有所偏差,整个系统的运行效率低下。

生产厂家决定对熏蒸系统实行自动化改造,通过编制相应的计算机软件对整个系统进行检测以及控制,相应的设备通过RS-232串口与计算机通信,计算机软件对整个系统的运转实行实时监控。最开始设计思路是给每个串口设备配置一台计算机进行数据通信,再各个计算机通过组建局域网进行数据交换以达到对于整个系统进行监控的作用。但是在实施评估过程中发现存在硬件成本高(要配置多台计算机以及需要敷设局域网),系统可靠性不够好(计算机容易出现死机的情况,系统中多台计算机只要一台出现问题整个系统的运转就会崩溃)等问题。

通过不断的比较和选型,决定采用深圳市鼎信鸿达科技有限公司的485转换器和多串口卡相结合的方案来解决熏蒸系统自动化改造的问题。计算机通过多串口卡扩展出四个RS-232串口与串口设备通信,通过485转换器成对的使用延长RS-232串口通信距离以保证串口设备可以与计算机正常通信。其具体实施使用情况如下:

N-1104型多串口卡是一个带PCI接口的板卡,外部有四个RS-232串口扩展出来,将板卡插入计算机的PCI插槽,再通过其自带的虚拟串口软件在计算机操作系统上虚拟出四个虚拟串口COM2~COM5与扩展出来的串口相对应进行数据交换,熏蒸自动化控制与检测系统的软件同时打开相应的虚拟串口并与之通信,使得每一个设备对应的软件功能模块都具备一个独立的串口与设备通信,熏蒸系统软件通过各个串口采集的数据(如温度,湿度以及化合物的浓度等)进行汇总分析,再通过相应的串口发送指令至相关设备进行控制。

前文已经提到RS-232串口通信距离一般不超过15米,但是整个熏蒸系统由于需要对大部件的木制品进行熏蒸处理且需要循环处理,占地面积比较大,设备之间的距离相对来说也比较远,远远超过了15米的通信距离限制。此时就需要通过485转换器的成对使用来延长通信距离,RS-485/422总线的最大通信距离可以达到1200米(无任何中继的情况下),完全足以满足整个系统的通信需求。由于RS-232串口是全双工通信模式,而RS-485串口是半双工通信模式,如果单纯的利用232转485功能,则会出现类似于两边是双向通行的车道,而中间则是单向通行的车道,当数据双向通信的时候出现冲突导致通信失败的情况。需要利用到转换器里面的232转422的功能,RS-422串口是基于全双工通信模式,利用其延长RS-232的通信距离,不会出现数据冲突的问题,N-108型485转换器带有RS-485/422自适应电路,当接上四根线的时候,就自动适应为RS-422总线,其成对使用的具体接线方式如下:A转换器的R+接B转换器的T+,A转换器的R-接B转换器的T-,反之亦然。

连接示意图
适用产品型号
N-108型485转换器 N-1104型多串口卡

 

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