[摘要]该文针对热电厂热网管理的需要,介绍一种利用中间通讯控制器的监控系统。系统具有通信速度快、投资少、功能强和监控站点多等优点。 [关键词]热网;监控系统;应用研究
1引言随着热网管理水平要求的不断提高,各家热电厂都需要设置一套投资少、功能强的计算机热网监控系统,热用户(尤其是用汽量较大的热用户)也有对汽量核算可信度的要求。本系统无疑对提高自动化管理水平和服务水平、保证用户蒸汽质量、减少管损和防窃热等方面起到积极的作用。用户终端的流量、温度、压力和电源供电情况是热电厂主要的监控参数,一个热网往往拥有几十个热用户,在计算机监控系统中就要设置几十个用户终端并传输几百个参量。目前,PC机由于它优越的性能价格比和丰富的软件资源,已成为控制系统管理的主流机型。而MCS-51系列单片机在工业控制系统中也得到广泛的应用,它以价格低、功能强、体积小、抗干扰能力强等特点已渗透到各个应用领域,在控制数量较大,控制站点较多的系统中,尤其适合作为前沿的控制器。根据这两类计算机各自的特点,PC机作为上位管理机(以下简称主机),MCS-51系列单片机作为前沿智能控制器(以下简称从机),可构成分布式的监控系统。但是系统中如果设置有几十台从机,那么主机在从机允许等待的时间内,要处理大量的信息会带来一定的难度。根据多CPU并行工作能提高工作速率的设想,我们在主机和从机之间增加了一个信息转运站,即中间通讯控制器。 监控系统由各从机构成相对独立的监控子系统,由主机从宏观上对各控制子系统进行协调管理,依据各从机发来的信息加以处理、分析、CRT显示和各种报表的生成,并可将处理后的基本数据分别传送给各从机,供显示或调用生成热用户自己的各种报表,使主、从机的数据保持一致,便于核对,结算过程更为合理。2技术描述2.1总体方案监控系统由从机、中间通讯控制器和主机3大部分组成。从机用以测量热用户的流量、温度和压给主机。另外,从机接收主机发来的各累积流量等基本数据,用于显示和外围设备的调用。中间通讯控制器主要保证主机和从机之间信息的有序传送和畅通。主机接收从机发来的基本数据进行处理、存储和返送给从机,除主机以外的其它微机可通过电缆或光纤与主机相连,构成网络工作方式。2.2中间通讯控制器的硬件电路中间通讯控制器以8031芯片为核心,组织和协调主机和各从机间的通讯。8031芯片的串行口(TxD、RxD)和各从机并接(接口电路略),而与主机的接口通过8251A芯片来实现。
中间通讯控制器和主机距离较近,可直接采用RS-232通讯口传送数据,但由于8251A的输入和输出是TTL电平,与RS-232标准电平相接时,可利用1488和1489芯片进行电平转换。当多台从机几乎同时申请与主机通讯时,中间通讯控制器根据先后次序,首先满足最先申请的从机,后申请的可将申请从机的地址和将发送的信息暂时存储在芯片6264中,待主机空闲时,再依据先后次序将存储芯片中存储的信息调出并传送给主机,起缓冲和中转作用。8031的时钟为7.3728 MHz,由8031芯片的读/写端、ALE端信号经逻辑组合后产生的1.2288 MHz频率信号作为8251A芯片的CLK时钟信号,该信号再经过CD4024芯片的64分频,得到19.2 kHz频率信号作为8251A接收器和发送器的时钟,该时钟为设定传输波特率1.2 kHz的16倍。2.3中间通讯控制器的软件设计2.3.1主机向从机发送数据中间通讯控制器接收到主机呼叫申请后,根据主机要求呼叫从机的地址码选通对应的从机,当被呼叫的从机应答后,接收主机发来的数据并向该从机发送。为保证数据传送的正确性,采用计算数据和(代码和)来判断数据传送的正确与否。
2.3.2从机向主机发送数据控制系统中,有两台以上从机同时发出呼叫申请时,中间通讯控制器可提供数据暂存,一旦通讯空闲时,依据先进先出的原则组织通讯。当从机有呼叫申请时,首先要判断呼叫存储次数,当呼叫存储次数≥1时,说明存储器中存储有从机向主机的待发数据,依据后申请后发送的原则,正在呼叫申请的从机应将传送数据暂存;当存储次数为零时,说明存储器中无待发数据,中间通讯控制器可接收该从机的数据,直接发送给主机。当从机无呼叫申请时,应将存储器中的待发数据及时向主机发送。每存储一个从机的待发数据呼叫存储次数加1;取出一个从机的待发数据呼叫存储次数减1。3结束语利用PC机作为上位管理网络,MCS-51单片机作为前沿与预处理终端,中间通讯控制器作为数据缓冲的控制系统适用于前沿智能控制器(从机)数量较多的控制场合,是一种实时性强、投资少、功能较强、组态灵活、可靠性较强、经营过程更为合理的监控系统,已得到较好的应用,并可推广到其它控制领域中。
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