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基于pc控制的多站点防腐电源监控系统设计

2008-11-14| 浏览次数 次  来源：袁佑新　张勇　赵彦威 

    

摘  要：文章介绍了利用DELPHI编程工具下SPCOMM通信控件的强大功能，通过计算机网络及计算机串口编程实现了C/S结构下多站点防腐电源的监控，并利用DBISAM数据库强大C/S组网功能实现了监控数据的共享，并给出了系统的硬件、软件设计方案。LdKh*[.zY--http://www.cn-pe.cn.5 `snv+�

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关键字：防腐电源，智能监控节点，数据库服务器，串口通信^p)H Y~k(--防复制版权保护系统_k1q1L

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1、概述n )*j!K --http://www.cn-pe.cnAFI'+B0}

金属发生腐蚀的现象随处可见。腐蚀给金属材料造成的直接和间接的损失是巨大的，有的甚至造成灾难性的破坏，引起严重的环境的问题。研究表明腐蚀造成的损失一般为国民生产总值的3%~4％，其中15％是可以通过现有的防腐技术避免的。&J+S;; J--未经许可，禁止转载4STS \vR

防腐电源是防腐技术中关键的设备，智能监控节点是对防腐电源进行的监控设备，利用PC机和智能监控节点之间的通信协议可以实现多站点防腐电源监控，系统方案如图1所示。本文利用DELPHI编程工具下SPCOMM通信控件的强大功能，通过计算机串口编程技术，实现了实时防腐电源的监控，并利用DBISAM数据库的强大组网功能实现了C/S结构下的多站点监控数据的存储、显示、报表和网络共享，实现了多站点防腐电源的实时化、远程化管理和监控，实践证明该技术大大减少了金属腐蚀造成的危害。Q17k`J AL--防复制版权保护系统[y7Q?)-

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2、通信协议IP$A&~??--非法转载将被追究责任`?HQ\xM

防腐电源智能监控节点（以下简称下微机）和计算机（以下简称上微机）的通信过程必须指定一个统一的技术协议，通过此协议完成上微机与下微机的动态数据交换。  $--非法转载将被追究责任zLECf Vl

2.1上微机协议o-Z{a^+q3--非法转载将被追究责任f;jh +/}9o

上微机的控制指令格式是控制码＋智能节点地址，其中上微机常用的控制指令如下表所示：1T31!p\--防复制版权保护系统Ao6$grkm}

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控制码（16进制）2rDp/Ay--http://www.cn-pe.cntr'{x_

采集卡地址（16进制）(c0Gd;8--防复制版权保护系统(ta.j7#

协议说明`97|lsj9h--防复制版权保护系统CNLGrpd

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指定地址的采集卡开始数据采集yy82]z^]--http://www.cn-pe.cn*+zTIW~I

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指定地址的采集卡停止数据采集mF7FpHXw--非法转载将被追究责任lvVhsU U

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指定地址的采集卡复位Fz=,1Am1 )--http://www.cn-pe.cn%oT~/c

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2.2下微机协议-hR#vp6e--http://www.cn-pe.cnH,TtXL;Hj

下微机处于待机状态，当收到上微机的控制指令后，先判断是否是发给自己的指令（根据地址来判定），若是则根据本机状态发送返回数据帧，返回数据封装为28byte，其格式如下所示：#25_/|V--http://www.cn-pe.cnd ]=$'

帧头（F0）u ofb%3--http://www.cn-pe.cnW z�yF:

设备信息代码rEjbRMmp--防复制版权保护系统xX�v%]a.

采集卡地址aef/(% --未经许可，禁止转载KKyze E^

8路数据\A1]_[=@]--http://www.cn-pe.cnE(%YtS3\V

帧尾(0F)�MC%%K+m--非法转载将被追究责任Q+YZgU

其中设备信息代码是对上微机控制代码的回应，主要回应信息代码解释如下表所示：= RFwY Ov'--非法转载将被追究责任ZJ[2;=y:o

 ^{3o^1NP--防复制版权保护系统sexM=`7'N

设备信息代码（16进制）kwf3uOd--未经许可，禁止转载$fXwo_}s[

代码解释};^)y@CE--http://www.cn-pe.cnSD6EF36k

AA@8"C?MT|G1--http://www.cn-pe.cnLCuD68E

启动采集卡成功Y&(x:6x(--防复制版权保护系统nmsrw:tRL~

FF=ve@J_--非法转载将被追究责任s= Edf9R7

启动采集卡失败(w`{"Yg�_Z--未经许可，禁止转载[ZR)3h(O

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停止采集卡成功b9Z `x"--未经许可，禁止转载 x,5c[hw\S

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停止采集卡失败;K?POR�) e--http://www.cn-pe.cnhe2:.%`u

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复位采集卡成功|Z,j0}kn--未经许可，禁止转载8;=:f%WP

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复位采集卡失败~Q=-{3'--非法转载将被追究责任58ibJ-es

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其中8路数据是下位机启动成功时返回的8路监控点的数据，其格式如下： $ *H y ^--未经许可，禁止转载 y9~Z

8路数据，共24byte数据Q`]? t?K --http://www.cn-pe.cn@Vo0$U'

倍数$"0#-B`�--防复制版权保护系统k$ C %;|

高8位数据i&t] !--防复制版权保护系统!zNrJ}8

低4位数据NO5r{_0a--http://www.cn-pe.cnZHqJKB%x

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倍数f,L M?r--未经许可，禁止转载}:^~.Hp-e

高4位数据XYL $?k--未经许可，禁止转载"g$eoGT0[

低8位数据1@P\@1]W--防复制版权保护系统P?JER&QK

倍数是采集卡中自动增益的倍数，根据增益器件的特性可知其真实放大倍数计算的公式为： cU1h=J--非法转载将被追究责任(}/Ta

真实放大倍数=2^倍数 OMa2r--非法转载将被追究责任o/rt $

其中采集的双极性数据是12位bit，在帧格式的定义中高8位在前，低4位数据在后（低位数据是占用高四位，左对齐），所以真实的采集数据值的计算公式如下：Vg) ,LJN--未经许可，禁止转载� q:9 )3]

              真实数据=H/256+L/(256*256)*10-5 (H 高位10进制数，L地位10进制数)?V!?--防复制版权保护系统nJ\kLu,+

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3、数据库u2D;R R?--非法转载将被追究责任~ m@Kak%K

在实时的多站点防腐电源监控系统中，需要保存大量的数据进行金属腐蚀的分析，传统的文件保存数据以不适应这种需求，因此必须采用数据库来保存数据。本文所使用的数据库系统是DBIASM，相比众多的数据库系统DBIASM数据库统具有功能强大、组网方便、操作简单、界面友好等特点，尤其是它完全用delphi开发工具使用面向对象的pascal语言编写，因此它能和delphi开发工具很好的兼容，并且它的数据库引擎能直接编译进应用程序中，而不会造成每个应用程序都需要单独的数据库引擎拷贝，这样可以用它编写高效率，高集成度的应用程序。VU0kRn\$--非法转载将被追究责任b|~@*[

各站点计算机既可以设置成独立运行，又可以联网运行，在连网运行情况下只需要进行数据库登录认证，就可以将监控数据保存在数据库服务器上，当网络出现故障时，可以将监控数据临时保存在站点机上，到网络回复时再上传数据，极大的增强了系统的安全、稳定性。#(+a'r3%--http://www.cn-pe.cne;oNzts

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图4  数据库登录界面G;3%:QD~9--http://www.cn-pe.cnr*9?

4、系统配置 0;t3SJ6W--非法转载将被追究责任|Q}[rT

 4.1 系统硬件配置(oX+%}\--防复制版权保护系统#8'&:h\Y

   合理有效的硬件配置，可以使整个系统简单、经济、可靠。由于智能节点是基于RS485总线，设计硬件配置方案如图1所示，系统中pc与智能节点通过RS485总线连接，因为PC机一般是RS232接口，故需要在PC机与总线之间设置一台RS232/485通信转换器。LTPrBJ7vE--http://www.cn-pe.cnm dX=,~87

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4.2 系统软件配置/_T?XrdH--未经许可，禁止转载GhU3[x^Z

系统软件的设计应该以用户需求为准则，做到人机界面友好、操作简单、功能齐全。根据一般用户的需求设计上微机软件功能图如图2所示，主要完成总线上防腐电源智能监测节点数据采集，采集数据的分析和处理，数据的显示，系统参数的设定，数据库的维护，生成数据报表等功能。下微机的软件设计（即防腐电源智能节点的驱动）采用C51设计，主要完成上微机控制指令的分析、处理，完成对防腐电源的数据采集等功能，软件功能图如图3所示。8*%H6!r9--http://www.cn-pe.cn7!*SK_$is

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5、系统的主要功能效果展示]6fW4 -l--防复制版权保护系统oew[;ly-Z

5.1系统主要功能ox=$Fot --防复制版权保护系统@SQI;1e %F

（1）系统参数设置ObF1ij--未经许可，禁止转载 +}IV6u3F~

系统的参数需要根据防腐电源工作现场环境的改变而改变，对于系统来说，必须配置站点号，采集卡的地址，传输数率，串口的数率，数据采集的间隔，数据库等参数。x9$-0f=$C--非法转载将被追究责任X\ 5Vf4=

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图5 系统参数配置界面$0EBpl�--防复制版权保护系统i\A $u:yi

(2)数据曲线显示~a1RR`g=--http://www.cn-pe.cnKO7c8FG

系统能根据用户的需求，通过SQL语言完成简单到复杂的查询功能，实时曲线能及时形象的显示记录过程变量的变化趋势，为监控人员及时了解防腐电源工作状态提供了直观的依据，历史曲线记录了防腐电源运行的历史信息，是数据分析重要的依据。@v)hO4&--未经许可，禁止转载 r1.BA n?.

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图6 某监测点历史曲线显示iAy=H\^S--非法转载将被追究责任+?'f?D=

系统开发完毕后，经过测试采集的监控数据与真实数据一致，用户可随意的在权限内查看实时数据及其曲线，历史数据及曲线，并且系统能在100ms内完成多站点监控，达到了监控数据实时的要求。该系统经过简单的变形即可开发出基于B/S的监控网络，具有很强的灵活性。D)Uq3'--未经许可，禁止转载"[A=.KVg

参考文献：qX"? q:jS--非法转载将被追究责任_?p!`{j

1.Delphi 7 经典组件解析 李之明  高玉琢  中国铁道出版社UW9LH z--未经许可，禁止转载k?O^la\9

2.单片机&DSP外围数字IC技术手册李朝青 北京航空航天大学出版社3*K/&mQS:Q--http://www.cn-pe.cn]*3IMeFYZ

3.基于pc控制的防腐电源设计  袁佑新 袁亮等 微计算机信息 2001年第17卷8期&j_ }gR,--防复制版权保护系统}Z/4Na

4.防腐电源智能控制节点的设计 袁佑新 侯鹏等  电子技术应用2004年第11期|D]J ~FF--未经许可，禁止转载xv.v(l,}1

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