RS485總線是工業(yè)應(yīng)用中非常成熟的技術(shù),是現(xiàn)代通訊技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一, RS485總線用于多站互連十分方便,用一對雙絞線即可實(shí)現(xiàn),由于采用平衡發(fā)送和差分接收,即在發(fā)送端,驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號轉(zhuǎn)換成差分信號輸出;在接收端,接收器將差分信號變成TTL電平,因此具有抗共模干擾的能力。
圖4 RS485現(xiàn)場總線硬件電路設(shè)計(jì)
圖4為RS485現(xiàn)場總線硬件電路設(shè)計(jì)圖。下位機(jī)通過485接口芯片MAX485與RS485總線相連,計(jì)量室PC機(jī)經(jīng)RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換后與RS485總線相連。本系統(tǒng)采用RS485總線微機(jī)與單片機(jī)的主從式串行異步半雙工通訊的方法,下位機(jī)作為控制系統(tǒng),分別控制一套現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。鑒于MCS-51系列單片機(jī)的串行口是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平接口(即用3.8V~5V表示“1” , 0V~0. 3V表示“0”),故在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)需要先進(jìn)行RS232/RS485電平轉(zhuǎn)換,本系統(tǒng)選用MXA232芯片實(shí)現(xiàn)上位機(jī)端RS232電平與TTL電平的轉(zhuǎn)化 ,然后通過MAX485芯片將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485標(biāo)準(zhǔn)電平。在下位機(jī)端MAX485將RS485標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換為TTL電平接入處理器的異步串行通信口,實(shí)現(xiàn)RS485網(wǎng)絡(luò)的半雙工通信。
系統(tǒng)軟件電路設(shè)計(jì)
多路數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)上位機(jī)采用VisualBasic 6.0設(shè)計(jì)開發(fā)。Visual Basic 6.0是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設(shè)計(jì)語言,用于開發(fā)基于Windows環(huán)境下的各種應(yīng)用程序。上位機(jī)實(shí)現(xiàn)采集到的現(xiàn)場電能參數(shù)的顯示、保存等操作,軟件框圖如圖5所示。
圖5 RS485局域網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
圖5為上位機(jī)工作界面,主要實(shí)現(xiàn)采集到的每個(gè)工作現(xiàn)場電能參數(shù)的顯示、存儲以及報(bào)警(根據(jù)設(shè)置的閥值)。在上位機(jī)中,“設(shè)置”主要進(jìn)行每個(gè)工作現(xiàn)場電能參數(shù)閥值的設(shè)定(若采集的電能參數(shù)超出設(shè)定范圍則顯示過高-紅燈,低于設(shè)定的閥值則顯示過低-藍(lán)燈,在設(shè)定的范圍內(nèi)則顯示正常-綠燈,并且高于閥值的參數(shù)以紅色顯示,低于閥值的參數(shù)以藍(lán)色顯示),“開始”按鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集過程的開始;“保存”按鍵實(shí)現(xiàn)工作現(xiàn)場電能參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲;“結(jié)束”按鍵結(jié)束整個(gè)程序。
建立在下位機(jī)基礎(chǔ)上的上位機(jī)軟件,是對整個(gè)測量系統(tǒng)的進(jìn)一步完善,使下位機(jī)的功能得到進(jìn)一步地發(fā)揮。上下位機(jī)的通信采用主從方式,上位機(jī)與下位機(jī)之間進(jìn)行輪詢通信,各下位機(jī)之間不能通信。每個(gè)下位機(jī)都有自己的地址碼,上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送1個(gè)帶有下位機(jī)地址的命令,所有下位機(jī)判斷是否呼叫自己,只有被呼叫的下位機(jī)才工作,從而實(shí)現(xiàn)了上下位機(jī)之間的獨(dú)立通信。
本文所設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的多路電能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 采取了軟件與硬件相結(jié)合的方法, 選用AT89S52單片機(jī),實(shí)現(xiàn)了對多路電能參數(shù)的采集,采集的數(shù)據(jù)通過RS485現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)上傳至主控制室計(jì)算機(jī),上位機(jī)軟件采用功能強(qiáng)大的界面開發(fā)工具VB6.0編寫,實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場電能參數(shù)的顯示。整個(gè)系統(tǒng)功耗低、可靠性高,在工業(yè)控制領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)時(shí)采集監(jiān)控。系統(tǒng)具有很好的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
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