單片機(jī)與MCGS組態(tài)軟件在全自動中央供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.3 主程序流程設(shè)計

圖3是溫度控制系統(tǒng)的主程序流程圖。主程序首先對各個數(shù)據(jù)寄存器及外圍接口芯片進(jìn)行初始化，然后通過讀EEPROM數(shù)據(jù)存儲器AT24C01將原先通過鍵盤設(shè)定的溫度門限值存入到溫度門限寄存器中;隨后調(diào)用AD7416溫度采樣和TLC1543模/數(shù)轉(zhuǎn)換子程序，并將結(jié)果經(jīng)數(shù)值轉(zhuǎn)換后通過4位LED數(shù)碼管顯示。程序運行當(dāng)中可隨時通過調(diào)用鍵盤子程序來更改溫度上下限值，并將該限值保存到AT24C01數(shù)據(jù)存儲芯片中。當(dāng)測量的溫度值超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，調(diào)用后向通道控制子程序啟動繼電器打開各種負(fù)載。

4 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

4.1監(jiān)控界面設(shè)計

全中文工控組態(tài)軟件MCGS是一套基于Windows的平臺，快速構(gòu)成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，可運行于Microsoft Windows9598MENT2000等操作系統(tǒng)，MCGS有寵大標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)器件、設(shè)備、圖形庫，通過接口設(shè)計，支持各類型單片機(jī)等硬件設(shè)備。MCGS軟件使用簡單，操作方便，Windows圖形功能完備，界面一次性好。本系統(tǒng)設(shè)計了五個界面，分別是主界面、流程監(jiān)控、故障報警、報表輸出、操作規(guī)程。圖4所示的是中央供熱/供暖系統(tǒng)流程監(jiān)控界面。其中，流程監(jiān)控是系統(tǒng)的整個工作流程的動態(tài)顯示，包括每個接口的水溫顯示、流水的方向等;報表輸出是通過組態(tài)軟件的報表功能實現(xiàn)運行信息、故障信息的數(shù)據(jù)保存、顯示與定期打印。

4.2 單片機(jī)和上位PC機(jī)的RS—485通信接口

RS—485最大的優(yōu)點在于它的多點總線互連功能，它可以連接一臺主機(jī)和多臺終端同時通信。由于它是半雙工的工作方式，只能有一方發(fā)送，一方接收，而且它采用差動電平接收的方法提高抗干擾能力，適合在比較惡劣的環(huán)境下工作。在單片機(jī)系統(tǒng)中使用MAX485芯片，完成單片機(jī)和上位PC機(jī)的RS—485通信。芯片MAX485是RS—485 通信的低功率收發(fā)器，其驅(qū)動器變化率沒有限制，最大傳輸率可達(dá)2.5Mbps，傳輸距離為1200米。MAX485芯片采用單+5V電源供電，總線上可掛接32個收發(fā)器。MAX485有8個引腳，當(dāng)驅(qū)動器使能端DE和接收器使能端/RE禁止時，驅(qū)動器和接收器輸出為高阻態(tài)。RO和DI分別為接收器輸出端和驅(qū)動器輸入端，只要A、B端通過電阻對應(yīng)連接，即可實現(xiàn)信息傳輸。MAX485采用雙線半雙工通信方式，串行通信的波特率選為9600bps，AT89S51單片機(jī)的晶振相應(yīng)地選為11.0592MHz，即可滿足系統(tǒng)對波特率誤差的要求。MAX232是RS-232收發(fā)器，用于實現(xiàn)TTL電平與微機(jī)串口的RS-232電平信號之間的轉(zhuǎn)換。采用單+5V電源供電，數(shù)據(jù)傳輸率為120Kbps。

4.3 通信接口電路

在測控系統(tǒng)中，下位機(jī)的實時性較高，因而一般采用串行中斷的方式進(jìn)行通信。通信協(xié)議采用8個數(shù)據(jù)位、一個停止位，無奇偶校驗位。AT89S51的串行口有四種工作方式，選取方式1即標(biāo)準(zhǔn)的10位異步通信方式，由串行口控制寄存器設(shè)置狀態(tài)，將SCON設(shè)置為0X50H。采用定時器T1作為波特率發(fā)生器，工作于方式2。

4.4 PC機(jī)端組態(tài)軟件通信腳本程序設(shè)計

組態(tài)軟件的腳本程序用VB語言提供的通信控件MXCOMM可以方便地對串行通信的各項參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括串口狀態(tài)、通信格式和協(xié)議等。一旦檢測到有發(fā)送或接收數(shù)據(jù)發(fā)生，則觸發(fā)OnComm事件，通過編程訪問COM1的event屬性了解通信事件的類型，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。PC機(jī)串口對無線收發(fā)模塊收發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制，采用的是Visual Basic的開發(fā)環(huán)境，可通過設(shè)置MSComm控制的PTSEnable屬性來實現(xiàn)。RTSEnble屬性設(shè)為False時，串口RTS輸出高電平，電平轉(zhuǎn)換后將PTR 2000置為發(fā)射狀態(tài);RTSEnble屬性設(shè)為True時，串口RTS輸出低電平，電平轉(zhuǎn)換后將PTR 2000置為接收狀態(tài)。圖5所示為計算機(jī)端的Visual Basic接收程序流程圖。

本系統(tǒng)采用單片機(jī)控制，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，特別是在單片機(jī)控制系統(tǒng)上配全中文MCGS組態(tài)軟件，構(gòu)成實時監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)實際工況靈活組態(tài)，作為良好的上位機(jī)人機(jī)界面，實現(xiàn)了動態(tài)測試、檢測與報警，具有直觀、操作方便、控制靈活等優(yōu)點。經(jīng)生產(chǎn)實踐表明，該全自動中央供暖系統(tǒng)設(shè)計思路正確、運行可靠，能達(dá)到實際應(yīng)用的要求，在自動化控制產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用越來越廣泛。