摘要：為了加強對煤礦各輸送皮帶產量的實時控制。實現遠程觀測與統計，設計了采用以太網光殲收發器為主要數據傳輸媒介的多臺智能型皮帶秤稱重儀表的聯網遠程監控系統。采用光纖進行數據的遠距離傳輸，利用PC工控機和可視化編程軟件VB的網絡內核與智能型稱重儀表進行數據的實時傳輸及處理，同時還設計了界面友好的上位機控制軟件。用戶現場使用的情況表明，該系統運行穩定，具有一定的實用價值。
關鍵詞：以太網光纖收發器；單模；ICS-XF配料秤儀表；ADAM-4520；VB網絡內核

山西汾西礦業集團下屬某有限公司屬國有大型煤炭生產銷售企業，該公司共有8套基于51系列單片機的智能皮帶秤計量稱重系統。這些皮帶秤的地理位量距離調度中心都在800 m左右，皮帶秤計量儀表為智能型儀表，它可以實時顯示當前的皮帶瞬時產量、班產量、日產量和總累計量，但是這些數據必須有專人來定時的記錄到產量報襄中，因為除了總累計量外的數據都只保存24h。這種方式容易造成數據的人為誤差或者漏記產量，既浪費大量的人力又得不到好的工作成效。基于上述情況，建立了基于光纖網絡的皮帶秤稱重聯網遠程監控系統，重新設計了基于可視化編程語言VB的可與現場皮帶秤稱重儀表進行數據交換的遠程皮帶秤計量系統，全面解決了上述存在的問題。

1 聯網方案
1．1 儀表通訊的必備知識
EIA RS-232C是由美國電子工業協會在1969年頒布的一種串行物理接口標準。RS(Recommended Standard)是英文“推薦標準”的縮寫，232為標識號，C表示修改次數。RS-232C總線標準設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信號線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232C標準規定的數據傳輸速率為每秒150、300、600、1 200、2400、4800、9600、19 200波特。
RS-232是個人計算機上的通訊接口之一，是由電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)所制定的異步傳輸標準接口。通常RS-232接口以9個引腳(DB-9)或是25個引腳(DB-25)的形態出現，一般個人計算機上會有兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2。
RS-232C標準規定，驅動器允許有2 500 pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF／m的通信電纜時，最大通信距離為15 m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題，因此一般用于20m以內的通信。
智能儀表是隨著80年代初單片機技術的成熟而發展起來的，現在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業信息化的需要，企業在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯網通信接口。最初是數據模擬信號輸出簡單過程量，后來儀表接口是RS-232接口，這種接口可以實現點對點的通信方式，但這種不能實現聯網功能。RS-485總線的出現恰好解決了這個問題，不僅可以實現智能儀表的聯網問題，而且通信距離可達幾十米到上千米，滿足數據聯網遠程傳輸的要求。
RS-485的電氣特性如下：邏輯“0”以兩線間的電壓差為+(2-6)V表示；邏輯“1”以兩線間的電壓差為-(2-6)V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。
RS-485的數據最高傳輸速率為10Mb／s；RS-485采用平衡發送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度，能檢測低至200 mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復：RS-485采用半雙工工作方式，任何時候只能有一點處于發送狀態，因此，發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點互連時非常方便，可以省掉許多信號線。應用RS-485可以聯網構成分布式系統，其允許最多并聯32臺驅動器和32臺接收器。
1．2 光纖收發器的相關知識
光纖收發器，是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器(Fiber Converter)。產品一般應用在以太網電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網絡環境中，且通常定位于寬帶城域網的接入層應用；同時在幫助把光纖最后1 km線路連接到城域網和更外層的網絡上也發揮了巨大的作用。
光纖收發器的基本特點如下：提供超低延時的數據傳輸；對網絡協議完全透明；采用專用ASIC芯片實現數據線速轉發；機架型設備可提供熱插拔功能，便于維護和無間斷升級；可網管設備能提供網絡診斷、升級、狀態報告、異常情況報告及控制等功能，能提供完整的操作日志和報警日志；設備多采用1+1的電源設計，支持超寬電源電壓，實現電源保護和自動切換；支持超寬的工作溫度范圍；支持齊全的傳輸距離(0～120 km)。
信息化建設的突飛猛進，人們對于數據、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，以太網寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。但是傳統的5類線電纜只能將以太網電信號傳輸100 m，在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不能適應實際網絡環境的需要。與此同時，光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長等優點得到了廣泛的應用，光纖收發器正是利用了光纖這一高速傳播介質很好地解決了以太網在傳輸方面的問題。光纖收發器的出現，將雙絞線電信號和光信號進行相互轉換，確保了數據包在兩個網絡間順暢傳輸，同時它將網絡的傳輸距離極限從銅線的100 m擴展到100 km(單模光纖)。
1．3 儀表聯網硬件的設計與實現
從計量邏輯角度講，整個系統可以分為兩層：現場的計量稱重設備級、調度中心業務級，屬于典型的C／S結構。另外，現場各皮帶秤所使用的智能儀表均為ICS-XF型皮帶秤專用儀表，此類型的儀表可以通過串口進行數據的傳輸與交換。該儀表支持串行通訊的傳輸方式有RS-232C和RS-485兩種。如果傳輸距離在15 m以內，則可以用RS-232C傳輸方式；否則，如果傳輸距離在1 000 m以內，則采用RS-485傳輸方式。現場的各皮帶秤布局情況如下：8套皮帶秤的計量儀表分別集中布置在兩個現場控制室內，兩個控制室之間的距離約800 m；而兩個控制室中距離調度室的最小距離約2 000 m。而客戶的要求是將現場各皮帶秤計量儀表的效據準確地實時地傳輸到調度室的服務器電腦上。