自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

1、 圖3下位機(jī)軟件框圖5結(jié)束語(yǔ)本文設(shè)計(jì)的一線總線已經(jīng)應(yīng)用于廣東省惠州市香港T imax 機(jī)電公司的TM D 系列多軸數(shù)控鉆銑床改造,通過(guò)半年的實(shí)際運(yùn)行和效果檢驗(yàn)表明,一線總線能夠大大減少數(shù)控系統(tǒng)配線,簡(jiǎn)化了數(shù)控系統(tǒng)的安裝、維護(hù)和維修;采用網(wǎng)絡(luò)化的硬件結(jié)構(gòu),使得控制結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單;由硬件實(shí)現(xiàn)的一線總線協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O 口的統(tǒng)一管理,保證了工作的穩(wěn)定可靠,更為重要的是網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)非常適合對(duì)故障的軟件診斷;系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采用通用化和系列化設(shè)計(jì),適用范圍廣。參考文獻(xiàn):1陳超.微型局域網(wǎng)在數(shù)控系統(tǒng)中的應(yīng)用D .洛陽(yáng):洛陽(yáng)工學(xué)院,1999.2胡道元.計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)(第二版M .北京:清華大學(xué)出版社,1996,5-

2、33.3陳超.微型局域網(wǎng)用于計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的研究(第九屆全國(guó)高等學(xué)校制造自動(dòng)化研究會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集A .北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.作者簡(jiǎn)介:陳超(1974-,男,上海交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院物流與自動(dòng)化研究所博士研究生,研究方向:自動(dòng)行走小車(AGVS 系統(tǒng)研制、數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和物流與自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)張建宏,裴仁清,李亞靜,許遜,華衛(wèi)平(上海大學(xué)機(jī)電工程及自動(dòng)化學(xué)院,上海200072Remote M onitoring and Cont rol Syst em for Aut omatic EquipmentZHANG Jian hong ,PEI Ren qing ,LI

3、Ya jing ,XU Xun ,HUA Wei ping(Schoo l o f M echanical Eng ineering and A uto matio n,Shanghai U niver sity ,Shanghai 200072,China 摘要:介紹一種遠(yuǎn)程自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)控器的系統(tǒng)組成、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理和實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞:遠(yuǎn)程監(jiān)控;單片機(jī);通訊中圖分類號(hào):TP206.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-2257(200104-0013-03Abstract :T his paper introduces a kind o f re-mote monitoring and

4、control system for autom atic equipment.The structur e,hardw ar e and wo rking pr inciples of the system are m ainly described.收稿日期:2001-03-13Key words :remote mo nitoring and control ;sing le chip microcomputer;comm unication0引言當(dāng)前,設(shè)備的售后服務(wù)貫穿于產(chǎn)品的整個(gè)生命周期,廠家依靠在各地設(shè)立服務(wù)部門或派駐員工到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù),這樣做不但服務(wù)成本高,時(shí)間長(zhǎng),而客戶總是希望廠家

5、能夠?qū)Ξa(chǎn)品提供全程的跟蹤服務(wù),并能及時(shí)對(duì)設(shè)備故障提出解決方案。為此,我們針對(duì)某公司的一套自動(dòng)化設(shè)備開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程監(jiān)控器,對(duì)及時(shí)排除故障隱患、節(jié)省系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用具有重要作用。13機(jī)械與電子2001(41系統(tǒng)原理在現(xiàn)有條件下,基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程服務(wù)可以采用客戶/服務(wù)器模式或使用公用電話網(wǎng)(PSTN 撥號(hào)與生產(chǎn)者系統(tǒng)局域網(wǎng)連接,或者采用基于瀏覽器/服務(wù)器(B /S 結(jié)構(gòu)完成數(shù)據(jù)交互。而該公司的實(shí)際情況是,客戶分布在全國(guó)各地,在各地建立售后服務(wù)網(wǎng)絡(luò)成本高、管理難度大,而且設(shè)備原有通訊模塊功能有限,所以我們?cè)O(shè)計(jì)了主從2級(jí)分布式結(jié)構(gòu)的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)需要時(shí)客戶登錄到Internet 通過(guò)簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議(SM T

6、P,借助于本機(jī)的監(jiān)控軟件將采集到的設(shè)備工況信息發(fā)送到廠家的服務(wù)器上,廠家給出維護(hù)向?qū)А＞S護(hù)向?qū)в删S護(hù)建議和二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件組成,對(duì)于日常維護(hù)和一些簡(jiǎn)單故障的維修,用戶只要按照維護(hù)建議的步驟將指令文件下載就可以控制外部設(shè)備運(yùn)行,對(duì)于復(fù)雜故障用戶也可以遵照維修建議在服務(wù)人員的幫助下將故障排除。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖2系統(tǒng)硬件原理主機(jī)選用IBM PC 機(jī),負(fù)責(zé)與從機(jī)通訊取得設(shè)備的工況數(shù)據(jù),并通過(guò)Internet 與廠家進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,同時(shí)還可以將數(shù)據(jù)按規(guī)定格式制成報(bào)表打印,主機(jī)采用人機(jī)交互方式,根據(jù)要求定時(shí),隨時(shí)選擇某一臺(tái)設(shè)備與從機(jī)進(jìn)行通訊,檢查、收集有關(guān)的工況數(shù)據(jù)。從機(jī)安裝在每臺(tái)設(shè)

7、備上,循環(huán)采集設(shè)備工況數(shù)據(jù),并通過(guò)點(diǎn)陣式LCD 顯示器顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)發(fā)出巡檢信號(hào)時(shí),從機(jī)產(chǎn)生中斷,與主機(jī)通訊,上傳采集到的數(shù)據(jù)或者下載主機(jī)二進(jìn)制指令文件到指定RAM 區(qū)執(zhí)行。2從機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)該硬件系統(tǒng)CPU 采用89C 52,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選用6264RAM ,還包括8255A 、T P5214、192640107B 點(diǎn)陣式液晶顯示器等芯片,共同完成設(shè)備狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集以及與主機(jī)和設(shè)備控制器(PLC通訊等功能,圖2為系統(tǒng)硬件原理圖。為提高系統(tǒng)的可靠性,6264及74LS240等芯片的數(shù)據(jù)線并不直接聯(lián)到CPU 的數(shù)據(jù)總線上,而是通過(guò)一片74LS245掛到數(shù)據(jù)總線上。為了便于從軟件上擴(kuò)展

8、系統(tǒng)功能,系統(tǒng)還增加了一個(gè)8位跳線開(kāi)關(guān),系統(tǒng)可以通過(guò)74HC541讀取用戶設(shè)置的開(kāi)關(guān)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)不同的軟件功能。AT 89C 52CPU 為40腳PDIP 封裝,將多功能8位CPU 和8K 字節(jié)的快閃存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中,大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。程序代碼可以直接在芯片讀寫器上多次反復(fù)寫入,便于系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)功能的改變,8K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)空間能夠滿足系統(tǒng)顯示字庫(kù)和程序代碼的存儲(chǔ)。硬件系統(tǒng)使用RS232串行口與主機(jī)和PLC14機(jī)械與電子2001(4通訊,通過(guò)M AX232將T TL 電平轉(zhuǎn)化為RS 232電平。與PC 機(jī)的通訊使用CPU 自帶的全雙工異步串行口,

9、采用9URT (異步串行方式,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位方式,定時(shí)器T 1作波特率發(fā)生器,產(chǎn)生9600bps 的波特率。又通過(guò)一片8251擴(kuò)展了一個(gè)異步串行通訊接口,實(shí)現(xiàn)與PLC 的通訊,擴(kuò)展電路如圖3所示。ALE 、RD 、WR 三者經(jīng)邏輯組合產(chǎn)生的脈沖信號(hào),一方面作為8251的CLK 時(shí)鐘信號(hào),另一方面再經(jīng)64分頻后產(chǎn)生的脈沖信號(hào),作為8251的接收時(shí)鐘RXC 和發(fā)送時(shí)鐘TXC,片選端CS 接74LS138譯碼器的Y3腳。為保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性,每次通訊都進(jìn)行加和校驗(yàn),校驗(yàn)錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出報(bào)錯(cuò)信號(hào),重新發(fā)送,經(jīng)計(jì)數(shù)連續(xù)5次數(shù)據(jù)通訊不成功,暫停通訊并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 圖3串行通訊接口擴(kuò)展電路此外,凈水設(shè)

10、備對(duì)安全性有特殊要求,要防止污染水源的惡性事件發(fā)生,除非特殊情況,禁止任何人進(jìn)入設(shè)備機(jī)房。但為了便于日常的檢查與維護(hù),將從機(jī)硬件系統(tǒng)安裝在設(shè)備機(jī)房外,選用192640107B 點(diǎn)陣式液晶顯示器,漢字使用16×16字體,每屏最多可顯示32個(gè)漢字信息,而且通過(guò)面板上的鍵盤可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。為滿足信號(hào)傳送距離的需要,從機(jī)硬件系統(tǒng)使用RS 232光隔遠(yuǎn)程收發(fā)器Y 232A (DB 9外形與監(jiān)控PC 機(jī)通訊。該收發(fā)器經(jīng)光電隔離,無(wú)需供電,通訊距離可延長(zhǎng)至1200m (9600bps ,以抗雷擊。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)由于設(shè)備的分布屬于分散式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),一臺(tái)主控微機(jī)應(yīng)該可以訪問(wèn)本轄區(qū)內(nèi)的各臺(tái)設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)

11、這一功能,該部分上位機(jī)軟件采用VB 開(kāi)發(fā),可完成對(duì)多臺(tái)設(shè)備的選擇訪問(wèn),將各設(shè)備的工況以及故障信息生成報(bào)表,當(dāng)機(jī)打印或?qū)?shù)據(jù)打包,用密鑰進(jìn)行加密,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)端的廠商產(chǎn)品服務(wù)部門,再由廠家提供維護(hù)建議。此外,該軟件還可下載廠家發(fā)送的維護(hù)指令,再通過(guò)監(jiān)控器執(zhí)行這些指令來(lái)完成一些簡(jiǎn)單的維護(hù)工作。例如,設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后,廠家通過(guò)設(shè)備工況報(bào)表發(fā)現(xiàn)設(shè)備需要反沖,就可將指令文件發(fā)送到監(jiān)控計(jì)算機(jī),由小區(qū)管理人員運(yùn)行這一文件完成設(shè)備反沖,使水逆流沖走水垢等阻塞物保證管道的暢通,管理人員也可通過(guò)控制器面板上的操作鍵完成設(shè)備反沖。下位機(jī)軟件包括數(shù)據(jù)采集、通訊和故障顯示等部分,用MCS 51匯編語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā)。4結(jié)束語(yǔ)采用上述硬件結(jié)構(gòu)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行,性能穩(wěn)定,各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,為企業(yè)帶來(lái)了效益。若對(duì)系統(tǒng)稍加改進(jìn),還可應(yīng)用于現(xiàn)有的多種自動(dòng)化設(shè)備上,有很好的推廣價(jià)值。參考文獻(xiàn):1李華.M CS51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)M .北京:北京航空航天工業(yè)大學(xué)出版社,1997.2高傳善,郭建民,等.接口與通信M .上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,1996.作者簡(jiǎn)介:張建宏(1977-,男,上海大學(xué)機(jī)電工程及自動(dòng)化學(xué)院99級(jí)碩士研究生。新一代數(shù)字溫度顯控儀日前,一種專用于水電站測(cè)溫的T SC2000新一代數(shù)字溫度顯控儀在浙江桐廬富春江富士水電設(shè)備