[01335104]基于eModbus协议的水位精密测量与控制系统

长江防洪模型项目是原国家计委的世界银行贷款“长江干堤加固项目”的组成项目。基于eModbus协议的水位精密测量与控制系统是项目的子项。该项目通过实体模型试验、数学模型计算、原型资料分析等多种手段对三峡工程建成后长江中下游干流河道、湖区河网的泥沙运动、洪水演进和防洪调度进行综合研究。　　水位是模型试验中的经常性要素，也是过程控制的重要参量。作为项目自动控制、数据自动采集、数字仿真及网络通讯部分的最前端传感器水位测量装置是整个工程最关键的基础之一。防洪模型规模之大和模拟的水位过程之频繁，要求研制出具有自主知识产权的精密测量与集成控制的水位量测系统。经过四年多的研究试验，课题组自主开发WGS-1跟踪式光栅水位仪及其通讯控制系统。该产品适用于测量河工、水工和港工模型的水位。产品采用机电一体化结构设计，使用LM线性轴承导轨行走顺畅。内置微处理器、闪速存储器，光栅位移计数器的分辨率高，行程长度大，防探针极化，能实现重复误差和长时间累积误差的校验，联网能力强，比例尺宽，可相对位移与天然海拔水位进行转换，通信速率快，功能拓展容易，内部数据传输的可靠性，历史数据存储容量大，电机驱动能力强，探杆回零速度快，大采样间隔期对水位上涨的响应灵敏，电源可靠性高，采用软件看门狗、硬软件滤波、防浪涌、瞬间掉电自恢复、光电隔离、防跑飞、防雷击、防电源反接多种抗干扰措施.综合应用了IIC、SPI多种现场总线技术和水位自动跟踪技术。特别创新之处是系统对eModbus通信协议进行了关键性的改进，设计并实现了多地址选择.超时重传，回传确认等功能。提高了协议对控制环境的适用性，实验表明该产品可达24小时累积误差小于0.1mm的超高精度。