單片機與MCGS組態(tài)軟件在全自動(dòng)中央供暖系統中的應用

3.3 主程序流程設計

圖3是溫度控制系統的主程序流程圖。主程序首先對各個(gè)數據寄存器及外圍接口芯片進(jìn)行初始化，然后通過(guò)讀EEPROM數據存儲器AT24C01將原先通過(guò)鍵盤(pán)設定的溫度門(mén)限值存入到溫度門(mén)限寄存器中;隨后調用AD7416溫度采樣和TLC1543模/數轉換子程序，并將結果經(jīng)數值轉換后通過(guò)4位LED數碼管顯示。程序運行當中可隨時(shí)通過(guò)調用鍵盤(pán)子程序來(lái)更改溫度上下限值，并將該限值保存到AT24C01數據存儲芯片中。當測量的溫度值超過(guò)預先設定的門(mén)限值時(shí)，調用后向通道控制子程序啟動(dòng)繼電器打開(kāi)各種負載。

4 上位機監控系統設計

4.1監控界面設計

全中文工控組態(tài)軟件MCGS是一套基于Windows的平臺，快速構成上位機監控系統，可運行于Microsoft Windows9598MENT2000等操作系統，MCGS有寵大標準的工業(yè)器件、設備、圖形庫，通過(guò)接口設計，支持各類(lèi)型單片機等硬件設備。MCGS軟件使用簡(jiǎn)單，操作方便，Windows圖形功能完備，界面一次性好。本系統設計了五個(gè)界面，分別是主界面、流程監控、故障報警、報表輸出、操作規程。圖4所示的是中央供熱/供暖系統流程監控界面。其中，流程監控是系統的整個(gè)工作流程的動(dòng)態(tài)顯示，包括每個(gè)接口的水溫顯示、流水的方向等;報表輸出是通過(guò)組態(tài)軟件的報表功能實(shí)現運行信息、故障信息的數據保存、顯示與定期打印。

4.2 單片機和上位PC機的RS—485通信接口

RS—485最大的優(yōu)點(diǎn)在于它的多點(diǎn)總線(xiàn)互連功能，它可以連接一臺主機和多臺終端同時(shí)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(dòng)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。在單片機系統中使用MAX485芯片，完成單片機和上位PC機的RS—485通信。芯片MAX485是RS—485 通信的低功率收發(fā)器，其驅動(dòng)器變化率沒(méi)有限制，最大傳輸率可達2.5Mbps，傳輸距離為1200米。MAX485芯片采用單+5V電源供電，總線(xiàn)上可掛接32個(gè)收發(fā)器。MAX485有8個(gè)引腳，當驅動(dòng)器使能端DE和接收器使能端/RE禁止時(shí)，驅動(dòng)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動(dòng)器輸入端，只要A、B端通過(guò)電阻對應連接，即可實(shí)現信息傳輸。MAX485采用雙線(xiàn)半雙工通信方式，串行通信的波特率選為9600bps，AT89S51單片機的晶振相應地選為11.0592MHz，即可滿(mǎn)足系統對波特率誤差的要求。MAX232是RS-232收發(fā)器，用于實(shí)現TTL電平與微機串口的RS-232電平信號之間的轉換。采用單+5V電源供電，數據傳輸率為120Kbps。

4.3 通信接口電路

在測控系統中，下位機的實(shí)時(shí)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(gè)數據位、一個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗位。AT89S51的串行口有四種工作方式，選取方式1即標準的10位異步通信方式，由串行口控制寄存器設置狀態(tài)，將SCON設置為0X50H。采用定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，工作于方式2。

4.4 PC機端組態(tài)軟件通信腳本程序設計

組態(tài)軟件的腳本程序用VB語(yǔ)言提供的通信控件MXCOMM可以方便地對串行通信的各項參數進(jìn)行設置，包括串口狀態(tài)、通信格式和協(xié)議等。一旦檢測到有發(fā)送或接收數據發(fā)生，則觸發(fā)OnComm事件，通過(guò)編程訪(fǎng)問(wèn)COM1的event屬性了解通信事件的類(lèi)型，并進(jìn)行相應的處理。PC機串口對無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊收發(fā)狀態(tài)轉換的控制，采用的是Visual Basic的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可通過(guò)設置MSComm控制的PTSEnable屬性來(lái)實(shí)現。RTSEnble屬性設為False時(shí)，串口RTS輸出高電平，電平轉換后將PTR 2000置為發(fā)射狀態(tài);RTSEnble屬性設為T(mén)rue時(shí)，串口RTS輸出低電平，電平轉換后將PTR 2000置為接收狀態(tài)。圖5所示為計算機端的Visual Basic接收程序流程圖。

本系統采用單片機控制，結構簡(jiǎn)單、性能可靠，特別是在單片機控制系統上配全中文MCGS組態(tài)軟件，構成實(shí)時(shí)監控系統，根據實(shí)際工況靈活組態(tài)，作為良好的上位機人機界面，實(shí)現了動(dòng)態(tài)測試、檢測與報警，具有直觀(guān)、操作方便、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，該全自動(dòng)中央供暖系統設計思路正確、運行可靠，能達到實(shí)際應用的要求，在自動(dòng)化控制產(chǎn)品設計中應用越來(lái)越廣泛。