一、 概述

KH-II開度荷重儀是針對水利，水電，水文行業(yè)的實(shí)際需要而研制的,它是相對獨(dú)立同時(shí)又有模擬量信號輸出以便組網(wǎng)的智能型閘門開度的測控裝置。該儀器采用嵌入式微電腦控制技術(shù)，功能強(qiáng)大，性能穩(wěn)定可靠，精度高，抗干擾能力強(qiáng)。是各種閘門、橋機(jī)、門機(jī)、起重機(jī)等設(shè)備的開度荷重測控裝置。適用于傳感器和實(shí)際閘門開度為線性關(guān)系的場合，例如平板閘，也適用于非線性關(guān)系的場合，例如弧形閘以及多層鋼纜卷筒等。非線性測量采用分段逼近法，即將整個(gè)量程分成若干分段（本顯示器分10段），用戶只要在顯示器上根據(jù)實(shí)際測量設(shè)置好各段段末的開度值即可。對于線性測量只要預(yù)置***段段末的開度值即可。

儀表采用多功能16位CPU進(jìn)行運(yùn)算和控制，儀器硬件設(shè)有看門狗自復(fù)位電路，軟硬件采用多種抗干擾措施，能可靠的工作在各種工業(yè)環(huán)境中。儀表可設(shè)置各種參數(shù)，具有flash存儲器，可存儲各種預(yù)置參數(shù)，并能掉電***保存。該儀表擁有RS485、繼電器多種輸出接口，便于組成網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

KH-II儀表結(jié)構(gòu)簡單、外觀美觀、使用方便、可長期連續(xù)運(yùn)行。

二、特點(diǎn)

1、全數(shù)字調(diào)校：所有參數(shù)設(shè)置通過面板上四個(gè)按鍵完成，所有設(shè)置或標(biāo)定的參數(shù)都具有斷電***記憶功能。

2、開度傳感器無須機(jī)械調(diào)零，可任意點(diǎn)軟件調(diào)零。

3、采用ModbusRTU通訊協(xié)議，波特率9600，可直接接入支持Modbus-RTU 協(xié)議設(shè)備的PLC、上位機(jī)組態(tài)軟件的通訊網(wǎng)絡(luò)中。

4、 小型化、集閘門開度、起吊荷重測量為一體，中文液晶顯示清晰、直觀，人機(jī)交流方便。

三、技術(shù)參數(shù)

1、測量項(xiàng)目：開度1路，600米（MAX）；荷重1路，400噸（MAX）

2、分辨力：開度1cm；荷重0.1噸

3、測量精度：開度±2cm；荷重±1%F.S±1個(gè)字

4、顯示方式：4*8位中文字庫LCD顯示。

5、傳感器與顯示器之間連接方式：485碼信號-4芯RVVP電纜

6、傳感器與顯示器之間有線距離：大于1KM

7、輸出數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳方式：485信號

8、報(bào)警、控制功能

1）報(bào)警控制信號：繼電器觸點(diǎn)。觸點(diǎn)容量：3A24VDC，3A250VAC。

2）上限：當(dāng)開度大于等于上限值時(shí), 上限繼電器觸點(diǎn)吸合; 

3）下限：當(dāng)開度小于等于下限值時(shí)，下限繼電器觸點(diǎn)吸合;

4）荷重超載預(yù)報(bào)警：荷重值大于等于該數(shù)值時(shí)，繼電器吸合。（如果不需要該控制，把“荷重超載預(yù)報(bào)警”參數(shù)項(xiàng)設(shè)為很大值，比如“50000”）

9、顯示器內(nèi)單片微機(jī)加有Watchdog，以防止運(yùn)行變亂。

10、使用條件：     

環(huán)境溫度：-25℃ ~ +60℃

     相對濕度：≤95%(RH40℃)

     供電電壓：AC220 V ±10%～50Hz

     功    耗：≤20W

11、顯示儀尺寸：160（W）×80（H）×105（D）mm

屏裝開孔尺寸：152（W）×76（H）mm

四、 前面板布置圖和后面板接線特性（顯示器前、后面圖如下圖所示）

  

上面一排插座特性，定義參見下表:

按輸入、輸出信號不同，接線關(guān)系相應(yīng)變化

腳	1--4	5-18			19	G	1A-1B	2A-2B
定義	空	傳感器航插1-14			空	傳感器地	空
腳	T0	T1	T2	G	R0	R1	R2、R3	V2
定義	開度4-20mA輸出+	荷重4-20mA輸出+	空	傳感器地	荷重4-20mA輸入+		空	+24V

 R0及G為開度輸入，，R1為荷重變送器電流輸入+； V2（+24V）為荷重變送器電源。

下面一排插座特性，定義參見下表。

腳	O1、M1、C1	O2、M2、C2	O3、M3、C3	O4、M4、C4	O5、M5、C5	O6、M6、C6	O7、M7、C7
定義	上限常開、公共點(diǎn)、常閉	下限常開、公共點(diǎn)、常閉	荷載超載常開、公共點(diǎn)、常閉	預(yù)留	預(yù)留	預(yù)留	預(yù)留
腳	O8、M8、C8		V+	V-	0	L	N
定義	預(yù)留	空	預(yù)留	預(yù)留	大地	220V~ 輸入	220V~ 輸入

 

五、工作原理

開度傳感器與閘門啟閉機(jī)相聯(lián)，把閘門的提升開度轉(zhuǎn)變?yōu)閷��?yīng)的數(shù)字編碼后，傳遞到儀表本體，由微機(jī)讀入、譯碼、標(biāo)度變換、顯示輸出。同時(shí)與設(shè)定的上限、下限、預(yù)置各個(gè)開度整定點(diǎn)進(jìn)行比較判斷，漢字說明實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，并使相應(yīng)的繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作。

荷重傳感器安裝于平衡輪支座下端，當(dāng)起吊閘門時(shí)，傳感器受力，動(dòng)態(tài)輸出電流信號，經(jīng)電纜傳送到儀表本體，經(jīng)信號調(diào)理，A/D轉(zhuǎn)換，由微控制器讀入，數(shù)字濾波標(biāo)度變換，顯示輸出。同時(shí)與設(shè)置的報(bào)警整定點(diǎn)進(jìn)行比較，當(dāng)A、B路測量值超過報(bào)警值時(shí)，發(fā)出聲、光報(bào)警，并使相應(yīng)繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作。

六、安裝與調(diào)整1. 閘門開度：a．傳感器：

卷揚(yáng)啟閉機(jī)：采用軸連接閘門開度傳感器

液壓啟閉機(jī)：采用自收纜閘門開度傳感器

螺桿啟閉機(jī)：采用自收纜閘門開度傳感器或齒輪連接

b．儀表本體：該儀表與傳感器采的信號對接見（二）

2. 閘門荷重：

傳感器安裝：a.荷重傳感器的安裝正確與否，直接影響到儀表的測控精度，其基本要求是：傳感器必須水平安裝;

b.被測力必須與傳感器荷重觸點(diǎn)的中心軸線重合，避免側(cè)向力帶來的測量誤差;

c.在被測力從零到滿量程的變化范圍內(nèi)，力必須和傳感器荷重觸點(diǎn)緊密配合。

d.施于傳感器的力(或重力)的方向與傳感器軸向的交角大于5°時(shí)，將影響其精度、靈敏度。尤其當(dāng)交角大于10°時(shí)，將對傳感器起損壞作用。隨著交角的增大，傳感器被破壞的危險(xiǎn)性就增大。

荷重傳感器輸入接線表：本儀表采用兩線制輸入（也可配三線、四線變送器），上排的***后五個(gè)端子為荷重輸入，***多可采集4路。+24為變送器供電電源，R0、R1分別為左、右荷重輸入。

備注：1、荷重傳感器接入轉(zhuǎn)換盒V+、V-、S+、S-信號輸入端，此端為四芯線。

      2、儀表接入轉(zhuǎn)換盒+24V、R0、R1端，此端為兩芯線。

3、轉(zhuǎn)換盒的接線方法如下：

 

4、V+、V-對應(yīng)荷重傳感器電源輸入+、-；S+、S-對應(yīng)荷重傳感器信號輸出+、-。

5、荷重傳感器接入線色常規(guī)定義如下：

荷重傳感器端線色定義如下：

V+----紅色--- 荷重傳感器電源+ 

V-  --黑色---荷重傳感器電源-

S+----黃色（或蘭色）---荷重傳感器信號+

S-  --白色(或綠色)---荷重傳感器信號-

荷重儀表端線色定義如下：

+24V----紅色（棕）-荷重變送器電源+ 

I+------黑色（蘭）-荷重傳感器轉(zhuǎn)換盒4-20mA信號

     線顏色如有變動(dòng)，另附線色定義說明。

七、參數(shù)選擇操作（開度的參數(shù)末位為厘米，荷重末位0.1噸即1千牛）

1、顯示器正常工作時(shí)顯示內(nèi)容為：閘門開度和左荷重，右荷重值。按循環(huán)選擇鍵“●”三秒，進(jìn)入常規(guī)參數(shù)設(shè)置。每按下一次“●”則循環(huán)切換一個(gè)顯示項(xiàng)目。顯示項(xiàng)目與選擇順序如下圖所示�？偣灿�13個(gè)顯示項(xiàng)目。在任意參數(shù)設(shè)置完畢后(無顯示位閃爍)先后按下增數(shù)鍵“▲”和減數(shù)鍵“”然后依次松開減數(shù)鍵“”，“增數(shù)鍵“▲”則保存設(shè)置并退出設(shè)置進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

增量方向 (0逆時(shí)針增；1是順時(shí)針增，默認(rèn)值0)

通訊站號（默認(rèn)值1）

 開度上限值（默認(rèn)值1000）

開度下限值（默認(rèn)值2）

開度模擬量量程值（默認(rèn)值1000）

荷重模擬量量程值（默認(rèn)值500)

荷重超載預(yù)報(bào)警值 (默認(rèn)值450)

荷重超載報(bào)警值(默認(rèn)值600)

  備用（默認(rèn)值30)

備用（默認(rèn)值40）

左荷重零點(diǎn)值 (默認(rèn)值819) 

右荷重零點(diǎn)值(默認(rèn)值819)

開度傳感器零點(diǎn)高位值(用按鍵清零時(shí)自動(dòng)存儲調(diào)零，默認(rèn)值0）

開度傳感器零點(diǎn)低位值(用按鍵清零時(shí)自動(dòng)存儲調(diào)零，默認(rèn)值0)                         

波特率（默認(rèn)9600）

                           編碼器選擇（選擇開度傳感器）                                       

                             備用（默認(rèn)6厘米/秒）

                             備用（默認(rèn)10厘米）

                             備用（默認(rèn)40厘米/秒）

                             備用（默認(rèn)10即1秒）

     備用（默認(rèn)40即4秒）

 2、顯示器正常工作時(shí)，按確認(rèn)鍵“■”三秒，進(jìn)入現(xiàn)場標(biāo)定參數(shù)設(shè)置。每按下一次“●”則循環(huán)切換一個(gè)顯示項(xiàng)目。顯示項(xiàng)目與選擇順序如下圖所示�？偣灿�12個(gè)顯示項(xiàng)目。在任意參數(shù)設(shè)置完畢后(無顯示位閃爍)先后按下增數(shù)鍵“▲”和減數(shù)鍵“”然后依次松開減數(shù)鍵“”，增數(shù)鍵“▲”則保存設(shè)置并退出設(shè)置進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

左路荷重量程系數(shù)修正值(默認(rèn)值1000，顯示值按比例增加或減小)

          右路荷重量程系數(shù)修正值(默認(rèn)值1000，顯示值按比例增加或減小)

 ***段編碼器值（默認(rèn)值4）

 ***段閘門開度值（默認(rèn)值178）

第二段編碼器值（默認(rèn)值0）

                                       

 

 

 第九段閘門開度值（默認(rèn)值0）

 第十段閘門開度值（默認(rèn)值0）

第十段編碼器值（默認(rèn)值0）

3、參數(shù)注解：

增量方向：用于改變開度傳感器的增量方向，默認(rèn)是00000編碼器順時(shí)針增加，改為00001

則為逆時(shí)針增加

通信站號：485口通訊的地址

開度上限：在開度值大于等于該參數(shù)時(shí)，上限的繼電器動(dòng)作

開度下限：在開度值小于等于該參數(shù)時(shí)，下限的繼電器動(dòng)作

開度模擬量量程：開度的4—20毫安輸出對應(yīng)量程

荷重模擬量量程：荷重的4—20毫安輸出對應(yīng)量程

左荷重報(bào)警值：左荷重顯示值大于等于該參數(shù)時(shí)，報(bào)警的繼電器動(dòng)作

右荷重報(bào)警值：右荷重顯示值大于等于該參數(shù)時(shí)，報(bào)警的繼電器動(dòng)作

左荷重零點(diǎn)：荷重傳感器現(xiàn)場裝好后，在閘門沒有提起時(shí)，由于荷重傳感器已經(jīng)承力，

通過清零操作可以把當(dāng)前的顯示變?yōu)榱恪?/span>

右荷重零點(diǎn)：荷重傳感器現(xiàn)場裝好后，在閘門沒有提起時(shí)，由于荷重傳感器已經(jīng)承力，

通過清零操作可以把當(dāng)前的顯示變?yōu)榱?/span>

開度零點(diǎn)高位值和開度零點(diǎn)高位值：在閘門落到***下面時(shí)，按清零操作，分別自動(dòng)存儲清零

時(shí)編碼器的高位和低位值，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械調(diào)零

波特率：9600

編碼器選擇：00000—接觸式128*64編碼器并行格雷碼接口；00001—1024*64編碼器SSI接口；00002—12*12編碼器SS接口；00020--1024*64編碼器485接口

左路荷重實(shí)際值：提起閘門，把閘門左荷重實(shí)際重量輸入即可

右路荷重實(shí)際值：提起閘門，把閘門右荷重實(shí)際重量輸入即可

***段編碼器值---第十段開度顯示值：用于修正編碼器值和顯示值間的系數(shù)關(guān)系

1、線性數(shù)據(jù)預(yù)置

閘門提起任意值，實(shí)際測量得到準(zhǔn)確的閘門實(shí)際值，把該實(shí)際開度值輸入到“***段開度值”即可（設(shè)置中***末位是厘米），此時(shí)自動(dòng)存儲開度傳感器值。

2、非線性數(shù)據(jù)預(yù)置

閘門提到***段的拐點(diǎn)位置，把閘門的實(shí)際開度輸入到“***段開度值”， 此時(shí)自動(dòng)存儲開度傳感器值；然后退出設(shè)置，繼續(xù)啟門到第二個(gè)拐點(diǎn)位置，把此時(shí)閘門的實(shí)際開度輸入到“第二段開度值” 此時(shí)自動(dòng)存儲開度傳感器值--------依次設(shè)置到***后一個(gè)拐點(diǎn)，用幾段設(shè)幾段，***多設(shè)10段。

八、修改參數(shù)操作

進(jìn)入?yún)��?shù)修改后，按“■”鍵便進(jìn)入修改狀態(tài)，此時(shí)第1位數(shù)字下面有“◆”閃爍，閃爍位表示該位可以修改。修改數(shù)值使用增數(shù)鍵“▲”或減數(shù)鍵“”。每按一次增數(shù)鍵，數(shù)值加1；每按一次減數(shù)鍵，數(shù)值減1。也可以不修改。修改完（或不修改）該位后，再按一下選位鍵“■”，則第2位閃爍，表示可以修改第2位；再按一下選位鍵，則第3位閃爍；再按，則第4位閃爍；再按，則第5位閃爍；此時(shí)如果再按，則又回到第1位閃爍，如此循環(huán)切換。如果從某一位開始后面各位都不必修改，則可以不再按選位鍵。

修改完畢后，按“●”鍵確認(rèn)即可，此時(shí)便退出修改狀態(tài)，回到該項(xiàng)原狀態(tài)。

修改過程中, 在沒選擇修改位的狀態(tài)先按下“▲”鍵再按下“”鍵后再依次松開“” 和“▲”保存所有參數(shù)并退出設(shè)置狀態(tài)。

九、儀表清零操作（調(diào)零點(diǎn)）

在聯(lián)上傳感器，閘門落到***底時(shí)，先按下“▲”鍵再按下“” 鍵然后依次松開“” 鍵 “▲”鍵，單片機(jī)存儲此時(shí)數(shù)據(jù)，作為零點(diǎn)，用于計(jì)算實(shí)時(shí)開度值和荷重值。

十、儀表、傳感器的現(xiàn)場調(diào)試（僅供參考）：

1、檢查機(jī)械聯(lián)結(jié)的正確、可靠，和接線的準(zhǔn)確性

2、把閘門關(guān)閉到位，此時(shí)可調(diào)節(jié)主令的下限

3、按“●”鍵三秒后松開，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置常規(guī)參數(shù)，保證開度傳感器“增量方向”的設(shè)置準(zhǔn)確

4、清零操作（見九、儀表清零操作）

5，把閘門提起到懸空（如果是多段則提到***個(gè)拐點(diǎn)位置），測量此時(shí)閘門的實(shí)際開度。

6、按“■”鍵三秒后松開，***項(xiàng)“左荷重實(shí)際值”輸入當(dāng)前左路荷重的實(shí)際值，然后按一下“●”鍵，換到第二項(xiàng)設(shè)置“右荷重實(shí)際值” 輸入當(dāng)前左路荷重的實(shí)際值，然后按“●”鍵換項(xiàng)到“***段開度值”，把實(shí)際測量的閘門開度值輸入。按“■”鍵暫存數(shù)據(jù)，在沒有位閃爍的狀態(tài)下先按下“▲”鍵再按下“”鍵后再依次松開“” 和“▲”保存所有參數(shù)并退出設(shè)置狀態(tài)。

7、如果是多段，則再把閘門提到第二個(gè)拐點(diǎn)，把第二個(gè)拐點(diǎn)的實(shí)際開度值輸入

8、重復(fù)第7步直至***后一個(gè)拐點(diǎn)設(shè)置完畢

附：485通訊協(xié)議：

徐州海河設(shè)備的485口通信協(xié)議采用Modbus通信協(xié)議(RTU方式)。海河設(shè)備作為從機(jī)。

數(shù)據(jù)字節(jié)格式：

起始位      數(shù)據(jù)位     （無奇偶校驗(yàn)位） 停止位

1           8            1

波特率：9600

功能碼03：

利用Modbus通信協(xié)議的03功能碼，讀取傳感器或顯示器的數(shù)值（3個(gè)數(shù)值）。

主機(jī)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、起始地址、字節(jié)數(shù)及CRC碼。

從機(jī)響應(yīng)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)及CRC碼。數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制碼，二個(gè)字節(jié)，高位在前。

CRC碼都是二個(gè)字節(jié)，低位在前。

信息幀格式舉例：

主機(jī)呼：

01      03      00    00    00    03    XX     XX 

站號   功能碼   起始地址    讀取點(diǎn)數(shù)    CRC校驗(yàn)碼

                                 低       高

從機(jī)答：

01      03        06       XX   XX  XX  XX  XX  XX   XX  XX

站號  功能碼  讀單元字節(jié)      開度      左荷      右荷   CRC校驗(yàn)碼

                                  高(二進(jìn)制)低             低    高

上面01,03,02,XX等均為一個(gè)字節(jié)。數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)，高位字節(jié)在前。每幀的開頭和結(jié)尾至少有3.5個(gè)字節(jié)時(shí)間的間隔。用戶在為主機(jī)編程時(shí)，除了站號（地址）和CRC校驗(yàn)碼之外，其它字節(jié)的字符均采用上面的內(nèi)容不變。主機(jī)格式中的讀取點(diǎn)數(shù)可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協(xié)議）。從機(jī)回答幀中的功能碼（03）和讀單元字節(jié)數(shù)（06）不變。CRC的檢驗(yàn)內(nèi)容包括從地址到CRC校驗(yàn)碼之前的全部內(nèi)容。

    

注：斜體字部分為保留功能