海河KSH-III开度双荷重仪

一、 概述

KSH开度荷重仪是针对水利，水电，水文行业的实际需要而研制的,它是相对独立同时又有模拟量信号输出以便组网的智能型闸门开度的测控装置。该仪器采用嵌入式微电脑控制技术，功能强大，性能稳定可靠，精度高，抗干扰能力强。是各种闸门、桥机、门机、起重机等设备的开度荷重测控装置。适用于传感器和实际闸门开度为线性关系的场合，例如平板闸，也适用于非线性关系的场合，例如弧形闸以及多层钢缆卷筒等。非线性测量采用分段逼近法，即将整个量程分成若干分段（本显示器分10段），用户只要在显示器上根据实际测量设置好各段段末的开度值即可。对于线性测量只要预置第一段段末的开度值即可。

仪表采用多功能16位CPU进行运算和控制，仪器硬件设有看门狗自复位电路，软硬件采用多种抗干扰措施，能可靠的工作在各种工业环境中。仪表可设置各种参数，具有flash存储器，可存储各种预置参数，并能掉电保存。该仪表拥有RS485、继电器多种输出接口，便于组成网络控制系统。

KSH仪表结构简单、外观美观、使用方便、可长期连续运行。

二、特点

1、全数字调校：所有参数设置通过面板上四个按键完成，所有设置或标定的参数都具有断电记忆功能。

2、开度传感器无须机械调零，可任意点软件调零。

3、采用ModbusRTU通讯协议，波特率9600，可直接接入支持Modbus-RTU 协议设备的PLC、上位机组态软件的通讯网络中。

4、 小型化、集闸门开度、起吊荷重测量为一体，中文液晶显示清晰、直观，人机交流方便。

三、技术参数

1、测量项目：开度1路，600米（MAX）；荷重2路，400吨（MAX）

2、分辨力：开度1cm；荷重0.1吨

3、测量精度：开度±2cm；荷重±1%F.S±1个字

4、显示方式：4*8位中文字库LCD显示。

5、传感器与显示器之间连接方式：485码信号-4芯RVVP电缆

6、传感器与显示器之间有线距离：大于1KM

7、输出数据远传方式：485信号

8、报警、控制功能

1）报警控制信号：继电器触点。触点容量：3A24VDC，3A250VAC。

2）上限：当开度大于等于上限值时, 上限继电器触点吸合; 

3）下限：当开度小于等于下限值时，下限继电器触点吸合;

4）左荷重超载预报警：左荷重值大于等于该数值时，继电器吸合。（如果不需要该控制，把“荷重超载预报警”参数项设为很大值，比如“50000”）

5）右荷重超载报警：右荷重值大于等于该数值时，继电器吸合。（如果不需要该控制，把“荷重超载报警”参数项设为很大值，比如“50000”）

9、显示器内单片微机加有Watchdog，以防止运行变乱。

10、使用条件：     

环境温度：-25℃ ~ +60℃

     相对湿度：≤95%(RH40℃)

     供电电压：AC220 V ±10%～50Hz

     功    耗：≤20W

11、显示仪尺寸：160（W）×80（H）×90（D）mm

屏装开孔尺寸：152（W）×76（H）mm

四、 前面板布置图和后面板接线特性（显示器前、后面图如下图所示）

  

上面一排插座特性，定义参见下表:

开度输入8192格雷码信号

脚	1--4	5-18			19	G	1A-1B	2A-2B
定义	空	空			空	传感器地	空	空
脚	T0	T1	T2	G	R0	R1	R2、R3	V2
定义	开度4-20 mA输出+	荷重4-20 mA输出+	空	传感器地	开度4-20 mA输入+	荷重4-20mA输入+	空	+24V

 R0及G为开度输入，，R1为荷重变送器电流输入+； V2（+24V）为荷重变送器电源。

下面一排插座特性，定义参见下表。

脚	O1、M1、C1	O2、M2、C2	O3、M3、C3	O4、M4、C4	O5、M5、C5	O6、M6、C6	O7、M7、C7
定义	上限常开、公共点、常闭	下限常开、公共点、常闭	左超载常开、公共点、常闭	右超载常开、公共点、常闭	预留	预留	预留
脚	O8、M8、C8		V+	V-	0	L	N
定义	预留	空	预留	预留	大地	220V~ 输入	220V~ 输入

 

五、工作原理

开度传感器与闸门启闭机相联，把闸门的提升开度转变为对应的数字编码后，传递到仪表本体，由微机读入、译码、标度变换、显示输出。同时与设定的上限、下限、预置各个开度整定点进行比较判断，汉字说明实时工作状态，并使相应的继电器触点动作。

荷重传感器安装于平衡轮支座下端，当起吊闸门时，传感器受力，动态输出电流信号，经电缆传送到仪表本体，经信号调理，A/D转换，由微控制器读入，数字滤波标度变换，显示输出。同时与设置的报警整定点进行比较，当A、B路测量值超过报警值时，发出声、光报警，并使相应继电器触点动作。

六、安装与调整1. 闸门开度：a．传感器：

卷扬启闭机：采用轴连接闸门开度传感器

液压启闭机：采用自收缆闸门开度传感器

螺杆启闭机：采用自收缆闸门开度传感器或齿轮连接

b．仪表本体：该仪表与传感器采的信号对接见（二）

2. 闸门荷重：

传感器安装：a.荷重传感器的安装正确与否，直接影响到仪表的测控精度，其基本要求是：传感器必须水平安装;

b.被测力必须与传感器荷重触点的中心轴线重合，避免侧向力带来的测量误差;

c.在被测力从零到满量程的变化范围内，力必须和传感器荷重触点紧密配合。

d.施于传感器的力(或重力)的方向与传感器轴向的交角大于5°时，将影响其精度、灵敏度。尤其当交角大于10°时，将对传感器起损坏作用。随着交角的增大，传感器被破坏的危险性就增大。

荷重传感器输入接线表：本仪表采用两线制输入（也可配三线、四线变送器），上排的最后五个端子为荷重输入，最多可采集4路。+24为变送器供电电源，R0、R1分别为左、右荷重输入。

备注：1、荷重传感器接入转换盒V+、V-、S+、S-信号输入端，此端为四芯线。

      2、仪表接入转换盒+24V、R0、R1端，此端为两芯线。

3、转换盒的接线方法如下：

 

4、V+、V-对应荷重传感器电源输入+、-；S+、S-对应荷重传感器信号输出+、-。

5、荷重传感器接入线色常规定义如下：

荷重传感器端线色定义如下：

V+----红色--- 荷重传感器电源+ 

V-  --黑色---荷重传感器电源-

S+----黄色（或兰色）---荷重传感器信号+

S-  --白色(或绿色)---荷重传感器信号-

荷重仪表端线色定义如下：

+24V----红色（棕）-荷重变送器电源+ 

I+------黑色（兰）-荷重传感器转换盒4-20mA信号

     线颜色如有变动，另附线色定义说明。

七、参数选择操作（开度的参数末位为厘米，荷重末位0.1吨即1千牛）

1、显示器正常工作时显示内容为：闸门开度和左荷重，右荷重值。按循环选择键“●”三秒，进入常规参数设置。每按下一次“●”则循环切换一个显示项目。显示项目与选择顺序如下图所示。总共有13个显示项目。在任意参数设置完毕后(无显示位闪烁)先后按下增数键“▲”和减数键“”然后依次松开减数键“”，“增数键“▲”则保存设置并退出设置进入正常工作状态。

增量方向 (0逆时针增；1是顺时针增，默认值0)

通讯站号（默认值1）

 开度上限值（默认值1000）

开度下限值（默认值2）

开度模拟量量程值（默认值1000）

荷重模拟量量程值（默认值500)

荷重超载预报警值 (默认值450)

荷重超载报警值(默认值600)

  备用（默认值30)

备用（默认值40）

左荷重零点值 (默认值819) 

右荷重零点值(默认值819)

开度传感器零点高位值(用按键清零时自动存储调零，默认值0）

开度传感器零点低位值(用按键清零时自动存储调零，默认值0)                         

波特率（默认9600）

                           编码器选择（选择开度传感器）                                       

                             备用（默认6厘米/秒）

                             备用（默认10厘米）

                             备用（默认40厘米/秒）

                             备用（默认10即1秒）

     备用（默认40即4秒）

 2、显示器正常工作时，按确认键“■”三秒，进入现场标定参数设置。每按下一次“●”则循环切换一个显示项目。显示项目与选择顺序如下图所示。总共有12个显示项目。在任意参数设置完毕后(无显示位闪烁)先后按下增数键“▲”和减数键“”然后依次松开减数键“”，增数键“▲”则保存设置并退出设置进入正常工作状态。

左路荷重量程系数修正值(默认值1000，显示值按比例增加或减小)

          右路荷重量程系数修正值(默认值1000，显示值按比例增加或减小)

 第一段编码器值（默认值4）

 第一段闸门开度值（默认值178）

第二段编码器值（默认值0）

                                       

 

 

 第九段闸门开度值（默认值0）

 第十段闸门开度值（默认值0）

第十段编码器值（默认值0）

3、参数注解：

增量方向：用于改变开度传感器的增量方向，默认是00000编码器顺时针增加，改为00001

则为逆时针增加

通信站号：485口通讯的地址

开度上限：在开度值大于等于该参数时，上限的继电器动作

开度下限：在开度值小于等于该参数时，下限的继电器动作

开度模拟量量程：开度的4—20毫安输出对应量程

荷重模拟量量程：荷重的4—20毫安输出对应量程

左荷重报警值：左荷重显示值大于等于该参数时，报警的继电器动作

右荷重报警值：右荷重显示值大于等于该参数时，报警的继电器动作

左荷重零点：荷重传感器现场装好后，在闸门没有提起时，由于荷重传感器已经承力，

通过清零操作可以把当前的显示变为零。

右荷重零点：荷重传感器现场装好后，在闸门没有提起时，由于荷重传感器已经承力，

通过清零操作可以把当前的显示变为零

开度零点高位值和开度零点高位值：在闸门落到最下面时，按清零操作，分别自动存储清零

时编码器的高位和低位值，代替传统的机械调零

波特率：9600

编码器选择：00000—接触式128*64编码器并行格雷码接口；00001—1024*64编码器SSI接口；00002—12*12编码器SS接口；00020--1024*64编码器485接口

左路荷重实际值：提起闸门，把闸门左荷重实际重量输入即可

右路荷重实际值：提起闸门，把闸门右荷重实际重量输入即可

第一段编码器值---第十段开度显示值：用于修正编码器值和显示值间的系数关系

1、线性数据预置

闸门提起任意值，实际测量得到准确的闸门实际值，把该实际开度值输入到“第一段开度值”即可（设置中最末位是厘米），此时自动存储开度传感器值。

2、非线性数据预置

闸门提到第一段的拐点位置，把闸门的实际开度输入到“第一段开度值”， 此时自动存储开度传感器值；然后退出设置，继续启门到第二个拐点位置，把此时闸门的实际开度输入到“第二段开度值” 此时自动存储开度传感器值--------依次设置到最后一个拐点，用几段设几段，最多设10段。

八、修改参数操作

进入参数修改后，按“■”键便进入修改状态，此时第1位数字下面有“◆”闪烁，闪烁位表示该位可以修改。修改数值使用增数键“▲”或减数键“”。每按一次增数键，数值加1；每按一次减数键，数值减1。也可以不修改。修改完（或不修改）该位后，再按一下选位键“■”，则第2位闪烁，表示可以修改第2位；再按一下选位键，则第3位闪烁；再按，则第4位闪烁；再按，则第5位闪烁；此时如果再按，则又回到第1位闪烁，如此循环切换。如果从某一位开始后面各位都不必修改，则可以不再按选位键。

修改完毕后，按“●”键确认即可，此时便退出修改状态，回到该项原状态。

修改过程中, 在没选择修改位的状态先按下“▲”键再按下“”键后再依次松开“” 和“▲”保存所有参数并退出设置状态。

九、仪表清零操作（调零点）

在联上传感器，闸门落到最底时，先按下“▲”键再按下“” 键然后依次松开“” 键 “▲”键，单片机存储此时数据，作为零点，用于计算实时开度值和荷重值。

十、仪表、传感器的现场调试（仅供参考）：

1、检查机械联结的正确、可靠，和接线的准确性

2、把闸门关闭到位，此时可调节主令的下限

3、按“●”键三秒后松开，根据实际情况设置常规参数，保证开度传感器“增量方向”的设置准确

4、清零操作（见九、仪表清零操作）

5，把闸门提起到悬空（如果是多段则提到第一个拐点位置），测量此时闸门的实际开度。

6、按“■”键三秒后松开，第一项“左荷重实际值”输入当前左路荷重的实际值，然后按一下“●”键，换到第二项设置“右荷重实际值” 输入当前左路荷重的实际值，然后按“●”键换项到“第一段开度值”，把实际测量的闸门开度值输入。按“■”键暂存数据，在没有位闪烁的状态下先按下“▲”键再按下“”键后再依次松开“” 和“▲”保存所有参数并退出设置状态。

7、如果是多段，则再把闸门提到第二个拐点，把第二个拐点的实际开度值输入

8、重复第7步直至最后一个拐点设置完毕

附：485通讯协议：

徐州海河设备的485口通信协议采用Modbus通信协议(RTU方式)。海河设备作为从机。

数据字节格式：

起始位      数据位     （无奇偶校验位） 停止位

1           8            1

波特率：9600

功能码03：

利用Modbus通信协议的03功能码，读取传感器或显示器的数值（3个数值）。

主机的命令格式是从机地址、功能码、起始地址、字节数及CRC码。

从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据是二进制码，二个字节，高位在前。

CRC码都是二个字节，低位在前。

信息帧格式举例：

主机呼：

01      03      00    00    00    03    XX     XX 

站号   功能码   起始地址    读取点数    CRC校验码

                                 低       高

从机答：

01      03        06       XX   XX  XX  XX  XX  XX   XX  XX

站号  功能码  读单元字节      开度      左荷      右荷   CRC校验码

                                  高(二进制)低             低    高

上面01,03,02,XX等均为一个字节。数据为两个字节，高位字节在前。每帧的开头和结尾至少有3.5个字节时间的间隔。用户在为主机编程时，除了站号（地址）和CRC校验码之外，其它字节的字符均采用上面的内容不变。主机格式中的读取点数可以为01也可以为02（02是为了兼容某些协议）。从机回答帧中的功能码（03）和读单元字节数（06）不变。CRC的检验内容包括从地址到CRC校验码之前的全部内容。

    

注：斜体字部分为保留功能