橋式抓斗卸船機工業顯示器的改造探討及實現
一、前言
新沙橋式抓斗卸船機的MP200/1是一個對工業過程和設備進行控制和監視的可編程系統（PLC）。它有著豐富強大的過程、反饋控制功能，其中的Cabin View是控制系統中的人機通信系統，它通過計算機對PLC數據庫的實時讀/寫，實現對設備電氣系統的連續監測、故障診斷和數據采集。另一方面，它采用的圖形監控技術和窗口對話技術給使用者提供了友好的界面，包括：①過程的顯示和實時處理，如漏斗、碼頭、船、抓斗、大車及前后橋畫面；②模擬窗，顯示如各機構的速度、電流位置、負荷等57個模擬量；③警報窗，顯示多至1300條的故障報警信息；④診斷窗，顯示各機構之間的聯鎖信息；⑤預警窗，顯示過溫、油位低等不作故障處理的預警信息；⑥事件表，存儲1000條報警和預
警信息；⑦打印窗，提供打印方式的選擇及計算機日期時間的設定。
二、原有顯示系統的原理及缺陷分析
1.原顯示信號傳輸原理
原系統的硬件框圖如圖1所示。
圖1 原系統硬件框圖
硬件采用9針EGA顯卡；9針插口：光纖MODEM；EGA顯示器；普通CRT顯示器驅動。
如圖1所示，從PC的EGA顯卡輸出圖像信號和從鍵盤插口輸出的鍵盤信號傳輸到光纖MODEM發送器后，分兩路輸出：一路是輸出到本地（電氣房）的顯示器和鍵盤，另一路是把電信號轉換為光信號后發送到遠程（100m）司機室的光纖MODEM接收器，還原為電信號后送到司機室的顯示器和鍵盤。用光纖傳送信號的優點是速度快與衰減少。
2. 缺陷分析
（1）原顯示器如電視機一樣，防振、防潮性能較差，完全不適合在橋吊司機室這種振動大、粉塵大和易受潮的地方使用。
（2）老式CRT顯示器的電磁輻射較大，長時間會造成司機眼睛疲勞，影響生產安全。
（3）EGA顯卡根本不能驅動市場現有的CRT和液晶顯示器，且市場早已絕跡，有必要升級。
三、改造方案的探討、確定
1.顯示器的選擇
由上述分析，確定在司機室采用液晶顯示器（LCD），電氣房則用新的普通CRT顯示器（VGA顯卡驅動）替代。液晶顯示器顯像原理與CRT完全不同，耗電功率小，防振性及防潮性能好，不采用電子槍發射電子束，根本無輻射可言。
2. 改造方案的探討及確定
（1）問題的引出
最初用15針的VGA顯卡代替原有的9針EGA顯卡。但把15針的插頭改為9針插頭并直接插在9針的光纖MODEM上，司機室根本無法正確顯示圖像，而電氣房則可以，問題肯定出在光纖MODEM上。拆開MODEM，發現信號輸入MODEM后分兩路：一路直接輸到電氣房顯示器，另一路轉換為光信號送到接收MODEM，這就引出了本項改造的關鍵技術問題：光纖MODEM為什么不能正確地傳送VGA顯卡信號，EGA和VGA顯卡有什么不同。
（2）問題分析
顯卡從最初的MDA、CGA、EGA發展到后來的VGA、SVGA直至現在的3D等，其中MDA、CGA、EGA標準的顯卡輸出的是數字信號（TTL電平），VGA、SVGA及后來的顯卡輸出的是模擬信號，而光纖MODEM只能轉換TTL電平的數字信號，故司機室得不到正確的圖像顯示。這就要求要用一個全新的傳輸方式去實現顯示信號的遠程（100m）傳輸。
（3）問題的解決與方案選擇
①在司機室加裝一臺PC并與原監控PC建立局域聯網，用網絡替代原來的光纖介質傳輸顯示信號，如圖2所示。
圖2 局域網傳送
此方案有三大缺陷：
因司機室振動大且易受潮，不適宜加裝PC；需增加一臺PC和網卡，成本過高；系統過于復雜，易出現軟硬件故障和通信錯誤，不利于使用與維護，所以否定此方案。選用第二方案如下。
②采用一個足夠功率的信號放大器替代原有的光纖MODEM，直接把VGA顯卡輸出的信號放大后通過專用的信號纜傳送到遠程的司機室。因放大器無鍵盤插口，故鍵盤信號仍采用光纖傳送。其系統結構圖3所示。
硬件采用15針VGA顯卡；放大器為1拖8放大分配器；司機室采用LCD顯示器；電氣房采用CRT顯示器；放大器與LCD用100m專用顯示信號纜。
四、改造方案的實施及效果
1.分四步實施
圖3 專用電纜傳送
（1）在電氣房與司機室之間鋪設一條100m專用顯示信號纜；
（2）安裝顯示器，LCD顯示器安裝在適合的箱體內；
（3）用VGA顯卡替代EGA顯卡，DOS版本升至6.0或以上；
（4）安裝信號放大分配器，連接好信號線。
2. 效果
自運行幾個月以來，系統未出現任何故障，有效地幫助技術人員維修人員維修維護設備，降低了三班作業人員特別是夜班人員對技術人員的依賴性，提高了生產效率，促進了安全生產。