一、 概述

KH-II開度荷重儀是針對水利，水電，水文行業的實際需要而研制的,它是相對獨立同時又有模擬量信號輸出以便組網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，功能強大，性能穩定可靠，精度高，抗干擾能力強。是各種閘門、橋機、門機、起重機等設備的開度荷重測控裝置。適用于傳感器和實際閘門開度為線性關系的場合，例如平板閘，也適用于非線性關系的場合，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實際測量設置好各段段末的開度值即可。對于線性測量只要預置***段段末的開度值即可。

儀表采用多功能16位CPU進行運算和控制，儀器硬件設有看門狗自復位電路，軟硬件采用多種抗干擾措施，能可靠的工作在各種工業環境中。儀表可設置各種參數，具有flash存儲器，可存儲各種預置參數，并能掉電***保存。該儀表擁有RS485、繼電器多種輸出接口，便于組成網絡控制系統。

KH-II儀表結構簡單、外觀美觀、使用方便、可長期連續運行。

二、特點

1、全數字調校：所有參數設置通過面板上四個按鍵完成，所有設置或標定的參數都具有斷電***記憶功能。

2、開度傳感器無須機械調零，可任意點軟件調零。

3、采用ModbusRTU通訊協議，波特率9600，可直接接入支持Modbus-RTU 協議設備的PLC、上位機組態軟件的通訊網絡中。

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，人機交流方便。

三、技術參數

1、測量項目：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、輸出數據遠傳方式：485信號

8、報警、控制功能

1）報警控制信號：繼電器觸點。觸點容量：3A24VDC，3A250VAC。

2）上限：當開度大于等于上限值時, 上限繼電器觸點吸合; 

3）下限：當開度小于等于下限值時，下限繼電器觸點吸合;

4）荷重超載預報警：荷重值大于等于該數值時，繼電器吸合。（如果不需要該控制，把“荷重超載預報警”參數項設為很大值，比如“50000”）

9、顯示器內單片微機加有Watchdog，以防止運行變亂。

10、使用條件：     

環境溫度：-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，接線關系相應變化

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、常閉	下限常開、公共點、常閉	荷載超載常開、公共點、常閉	預留	預留	預留	預留
腳	O8、M8、C8		V+	V-	0	L	N
定義	預留	空	預留	預留	大地	220V~ 輸入	220V~ 輸入

 

五、工作原理

開度傳感器與閘門啟閉機相聯，把閘門的提升開度轉變為對應的數字編碼后，傳遞到儀表本體，由微機讀入、譯碼、標度變換、顯示輸出。同時與設定的上限、下限、預置各個開度整定點進行比較判斷，漢字說明實時工作狀態，并使相應的繼電器觸點動作。

荷重傳感器安裝于平衡輪支座下端，當起吊閘門時，傳感器受力，動態輸出電流信號，經電纜傳送到儀表本體，經信號調理，A/D轉換，由微控制器讀入，數字濾波標度變換，顯示輸出。同時與設置的報警整定點進行比較，當A、B路測量值超過報警值時，發出聲、光報警，并使相應繼電器觸點動作。

六、安裝與調整1. 閘門開度：a．傳感器：

卷揚啟閉機：采用軸連接閘門開度傳感器

液壓啟閉機：采用自收纜閘門開度傳感器

螺桿啟閉機：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的中心軸線重合，避免側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，力必須和傳感器荷重觸點緊密配合。

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，將影響其精度、靈敏度。尤其當交角大于10°時，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、荷重傳感器接入轉換盒V+、V-、S+、S-信號輸入端，此端為四芯線。

      2、儀表接入轉換盒+24V、R0、R1端，此端為兩芯線。

3、轉換盒的接線方法如下：

 

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

5、荷重傳感器接入線色常規定義如下：

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）-荷重傳感器轉換盒4-20mA信號

     線顏色如有變動，另附線色定義說明。

七、參數選擇操作（開度的參數末位為厘米，荷重末位0.1噸即1千牛）

1、顯示器正常工作時顯示內容為：閘門開度和左荷重，右荷重值。按循環選擇鍵“●”三秒，進入常規參數設置。每按下一次“●”則循環切換一個顯示項目。顯示項目與選擇順序如下圖所示。總共有13個顯示項目。在任意參數設置完畢后(無顯示位閃爍)先后按下增數鍵“▲”和減數鍵“”然后依次松開減數鍵“”，“增數鍵“▲”則保存設置并退出設置進入正常工作狀態。

增量方向 (0逆時針增；1是順時針增，默認值0)

通訊站號（默認值1）

 開度上限值（默認值1000）

開度下限值（默認值2）

開度模擬量量程值（默認值1000）

荷重模擬量量程值（默認值500)

荷重超載預報警值 (默認值450)

荷重超載報警值(默認值600)

  備用（默認值30)

備用（默認值40）

左荷重零點值 (默認值819) 

右荷重零點值(默認值819)

開度傳感器零點高位值(用按鍵清零時自動存儲調零，默認值0）

開度傳感器零點低位值(用按鍵清零時自動存儲調零，默認值0)                         

波特率（默認9600）

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

                             備用（默認6厘米/秒）

                             備用（默認10厘米）

                             備用（默認40厘米/秒）

                             備用（默認10即1秒）

     備用（默認40即4秒）

 2、顯示器正常工作時，按確認鍵“■”三秒，進入現場標定參數設置。每按下一次“●”則循環切換一個顯示項目。顯示項目與選擇順序如下圖所示。總共有12個顯示項目。在任意參數設置完畢后(無顯示位閃爍)先后按下增數鍵“▲”和減數鍵“”然后依次松開減數鍵“”，增數鍵“▲”則保存設置并退出設置進入正常工作狀態。

左路荷重量程系數修正值(默認值1000，顯示值按比例增加或減小)

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

 ***段編碼器值（默認值4）

 ***段閘門開度值（默認值178）

第二段編碼器值（默認值0）

                                       

 

 

 第九段閘門開度值（默認值0）

 第十段閘門開度值（默認值0）

第十段編碼器值（默認值0）

3、參數注解：

增量方向：用于改變開度傳感器的增量方向，默認是00000編碼器順時針增加，改為00001

則為逆時針增加

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時，上限的繼電器動作

開度下限：在開度值小于等于該參數時，下限的繼電器動作

開度模擬量量程：開度的4—20毫安輸出對應量程

荷重模擬量量程：荷重的4—20毫安輸出對應量程

左荷重報警值：左荷重顯示值大于等于該參數時，報警的繼電器動作

右荷重報警值：右荷重顯示值大于等于該參數時，報警的繼電器動作

左荷重零點：荷重傳感器現場裝好后，在閘門沒有提起時，由于荷重傳感器已經承力，

通過清零操作可以把當前的顯示變為零。

右荷重零點：荷重傳感器現場裝好后，在閘門沒有提起時，由于荷重傳感器已經承力，

通過清零操作可以把當前的顯示變為零

開度零點高位值和開度零點高位值：在閘門落到***下面時，按清零操作，分別自動存儲清零

時編碼器的高位和低位值，代替傳統的機械調零

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

左路荷重實際值：提起閘門，把閘門左荷重實際重量輸入即可

右路荷重實際值：提起閘門，把閘門右荷重實際重量輸入即可

***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關系

1、線性數據預置

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

2、非線性數據預置

閘門提到***段的拐點位置，把閘門的實際開度輸入到“***段開度值”， 此時自動存儲開度傳感器值；然后退出設置，繼續啟門到第二個拐點位置，把此時閘門的實際開度輸入到“第二段開度值” 此時自動存儲開度傳感器值--------依次設置到***后一個拐點，用幾段設幾段，***多設10段。

八、修改參數操作

進入參數修改后，按“■”鍵便進入修改狀態，此時第1位數字下面有“◆”閃爍，閃爍位表示該位可以修改。修改數值使用增數鍵“▲”或減數鍵“”。每按一次增數鍵，數值加1；每按一次減數鍵，數值減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；此時如果再按，則又回到第1位閃爍，如此循環切換。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“●”鍵確認即可，此時便退出修改狀態，回到該項原狀態。

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

九、儀表清零操作（調零點）

在聯上傳感器，閘門落到***底時，先按下“▲”鍵再按下“” 鍵然后依次松開“” 鍵 “▲”鍵，單片機存儲此時數據，作為零點，用于計算實時開度值和荷重值。

十、儀表、傳感器的現場調試（僅供參考）：

1、檢查機械聯結的正確、可靠，和接線的準確性

2、把閘門關閉到位，此時可調節主令的下限

3、按“●”鍵三秒后松開，根據實際情況設置常規參數，保證開度傳感器“增量方向”的設置準確

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***個拐點位置），測量此時閘門的實際開度。

6、按“■”鍵三秒后松開，***項“左荷重實際值”輸入當前左路荷重的實際值，然后按一下“●”鍵，換到第二項設置“右荷重實際值” 輸入當前左路荷重的實際值，然后按“●”鍵換項到“***段開度值”，把實際測量的閘門開度值輸入。按“■”鍵暫存數據，在沒有位閃爍的狀態下先按下“▲”鍵再按下“”鍵后再依次松開“” 和“▲”保存所有參數并退出設置狀態。

7、如果是多段，則再把閘門提到第二個拐點，把第二個拐點的實際開度值輸入

8、重復第7步直至***后一個拐點設置完畢

附：485通訊協議：

徐州海河設備的485口通信協議采用Modbus通信協議(RTU方式)。海河設備作為從機。

數據字節格式：

起始位      數據位     （無奇偶校驗位） 停止位

1           8            1

波特率：9600

功能碼03：

利用Modbus通信協議的03功能碼，讀取傳感器或顯示器的數值（3個數值）。

主機的命令格式是從機地址、功能碼、起始地址、字節數及CRC碼。

從機響應的命令格式是從機地址、功能碼、數據區及CRC碼。數據區的數據是二進制碼，二個字節，高位在前。

CRC碼都是二個字節，低位在前。

信息幀格式舉例：

主機呼：

01      03      00    00    00    03    XX     XX 

站號   功能碼   起始地址    讀取點數    CRC校驗碼

                                 低       高

從機答：

01      03        06       XX   XX  XX  XX  XX  XX   XX  XX

站號  功能碼  讀單元字節      開度      左荷      右荷   CRC校驗碼

                                  高(二進制)低             低    高

上面01,03,02,XX等均為一個字節。數據為兩個字節，高位字節在前。每幀的開頭和結尾至少有3.5個字節時間的間隔。用戶在為主機編程時，除了站號（地址）和CRC校驗碼之外，其它字節的字符均采用上面的內容不變。主機格式中的讀取點數可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協議）。從機回答幀中的功能碼（03）和讀單元字節數（06）不變。CRC的檢驗內容包括從地址到CRC校驗碼之前的全部內容。

    

注：斜體字部分為保留功能