桥式抓斗卸船机工业显示器的改造探讨及实现
一、前言
新沙桥式抓斗卸船机的MP200/1是一个对工业过程和设备进行控制和监视的可编程系统（PLC）。它有着丰富强大的过程、反馈控制功能，其中的Cabin View是控制系统中的人机通信系统，它通过计算机对PLC数据库的实时读/写，实现对设备电气系统的连续监测、故障诊断和数据采集。另一方面，它采用的图形监控技术和窗口对话技术给使用者提供了友好的界面，包括：①过程的显示和实时处理，如漏斗、码头、船、抓斗、大车及前后桥画面；②模拟窗，显示如各机构的速度、电流位置、负荷等57个模拟量；③警报窗，显示多至1300条的故障报警信息；④诊断窗，显示各机构之间的联锁信息；⑤预警窗，显示过温、油位低等不作故障处理的预警信息；⑥事件表，存储1000条报警和预
警信息；⑦打印窗，提供打印方式的选择及计算机日期时间的设定。
二、原有显示系统的原理及缺陷分析
1.原显示信号传输原理
原系统的硬件框图如图1所示。
图1 原系统硬件框图
硬件采用9针EGA显卡；9针插口：光纤MODEM；EGA显示器；普通CRT显示器驱动。
如图1所示，从PC的EGA显卡输出图像信号和从键盘插口输出的键盘信号传输到光纤MODEM发送器后，分两路输出：一路是输出到本地（电气房）的显示器和键盘，另一路是把电信号转换为光信号后发送到远程（100m）司机室的光纤MODEM接收器，还原为电信号后送到司机室的显示器和键盘。用光纤传送信号的优点是速度快与衰减少。
2. 缺陷分析
（1）原显示器如电视机一样，防振、防潮性能较差，完全不适合在桥吊司机室这种振动大、粉尘大和易受潮的地方使用。
（2）老式CRT显示器的电磁辐射较大，长时间会造成司机眼睛疲劳，影响生产安全。
（3）EGA显卡根本不能驱动市场现有的CRT和液晶显示器，且市场早已绝迹，有必要升级。
三、改造方案的探讨、确定
1.显示器的选择
由上述分析，确定在司机室采用液晶显示器（LCD），电气房则用新的普通CRT显示器（VGA显卡驱动）替代。液晶显示器显像原理与CRT完全不同，耗电功率小，防振性及防潮性能好，不采用电子枪发射电子束，根本无辐射可言。
2. 改造方案的探讨及确定
（1）问题的引出
最初用15针的VGA显卡代替原有的9针EGA显卡。但把15针的插头改为9针插头并直接插在9针的光纤MODEM上，司机室根本无法正确显示图像，而电气房则可以，问题肯定出在光纤MODEM上。拆开MODEM，发现信号输入MODEM后分两路：一路直接输到电气房显示器，另一路转换为光信号送到接收MODEM，这就引出了本项改造的关键技术问题：光纤MODEM为什么不能正确地传送VGA显卡信号，EGA和VGA显卡有什么不同。
（2）问题分析
显卡从最初的MDA、CGA、EGA发展到后来的VGA、SVGA直至现在的3D等，其中MDA、CGA、EGA标准的显卡输出的是数字信号（TTL电平），VGA、SVGA及后来的显卡输出的是模拟信号，而光纤MODEM只能转换TTL电平的数字信号，故司机室得不到正确的图像显示。这就要求要用一个全新的传输方式去实现显示信号的远程（100m）传输。
（3）问题的解决与方案选择
①在司机室加装一台PC并与原监控PC建立局域联网，用网络替代原来的光纤介质传输显示信号，如图2所示。
图2 局域网传送
此方案有三大缺陷：
因司机室振动大且易受潮，不适宜加装PC；需增加一台PC和网卡，成本过高；系统过于复杂，易出现软硬件故障和通信错误，不利于使用与维护，所以否定此方案。选用第二方案如下。
②采用一个足够功率的信号放大器替代原有的光纤MODEM，直接把VGA显卡输出的信号放大后通过专用的信号缆传送到远程的司机室。因放大器无键盘插口，故键盘信号仍采用光纤传送。其系统结构图3所示。
硬件采用15针VGA显卡；放大器为1拖8放大分配器；司机室采用LCD显示器；电气房采用CRT显示器；放大器与LCD用100m专用显示信号缆。
四、改造方案的实施及效果
1.分四步实施
图3 专用电缆传送
（1）在电气房与司机室之间铺设一条100m专用显示信号缆；
（2）安装显示器，LCD显示器安装在适合的箱体内；
（3）用VGA显卡替代EGA显卡，DOS版本升至6.0或以上；
（4）安装信号放大分配器，连接好信号线。
2. 效果
自运行几个月以来，系统未出现任何故障，有效地帮助技术人员维修人员维修维护设备，降低了三班作业人员特别是夜班人员对技术人员的依赖性，提高了生产效率，促进了安全生产。