1、熱能與動(dòng)力工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2008級(jí)熱工自動(dòng)化方向一、課題：基于工業(yè)以太網(wǎng)過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、內(nèi)容與要求：1. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：（注：這一部分，要求各人獨(dú)立完成！）1） 結(jié)合電站生產(chǎn)過程的工程實(shí)際背景，基于工業(yè)以太網(wǎng)，設(shè)計(jì)300MW或600MW機(jī) 組過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。2） 對(duì)設(shè)計(jì)中所要采用的溫度傳感器（熱電偶或熱電阻）、溫度變送器、數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、結(jié)果顯示與存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)配件等設(shè)備及器件進(jìn)行選型（新型產(chǎn)品/設(shè)備）。3） 了解并掌握所選設(shè)備及器件的應(yīng)用性能，如信號(hào)類型、數(shù)據(jù)傳送方式等，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。2. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：（注：這一部分，要求每2人為一組來完成?。?）本地監(jiān)測(cè)：結(jié)合系統(tǒng)

2、硬件設(shè)計(jì)平臺(tái)，完成本地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的人機(jī)交互操作界面設(shè)計(jì)， 并實(shí)現(xiàn)過熱器汽溫的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)與顯示、越限報(bào)警、數(shù)據(jù)（汽溫、報(bào)警） 的記錄/保存、歷史數(shù)據(jù)的顯示等功能設(shè)計(jì)。（注：系統(tǒng)軟件調(diào)試時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的數(shù) 據(jù)來源采用隨機(jī)數(shù)模擬，發(fā)送至本地監(jiān)測(cè)程序的入口?。?）遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)：定義本地與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)間的通訊方式、傳輸協(xié)議等，使本地監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng) 信號(hào)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和本地監(jiān)測(cè)的同 步、及現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用/查詢與顯示等功能。3. 撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告：（注：每人一份?。﹫?bào)告內(nèi)容含工程背景、系統(tǒng)方案選擇、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（含監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的組網(wǎng)圖、 原理圖、電氣接線圖一一Micros

3、oft Visio ）、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、工程預(yù)算和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào) 試、運(yùn)行結(jié)果等部分，并在程序演示及答辯時(shí)提交報(bào)告和程序。四、時(shí)間安排：序號(hào)內(nèi)容時(shí)間（完成節(jié)點(diǎn)）地點(diǎn)1下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書804教研室2查閱資料、總體設(shè)計(jì)圖書館、教室3硬件設(shè)計(jì)教室、機(jī)房4軟件設(shè)計(jì)、程序調(diào)試機(jī)房5提交報(bào)告、程序演示、答辯2012.01.04 1.06機(jī)房、教室五、參考資料：1）張欒英，孫萬(wàn)云火電廠過程控制北京：中國(guó)電力出版社，20002）韓璞，等.火電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控與監(jiān)測(cè)北京：中國(guó)水利水電出版社，20053）李江全，等.計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn)北京：電子工業(yè)出版社，20064）徐學(xué)峰.傳感器變送器測(cè)控儀表大全.北京：機(jī)

4、械工業(yè)出版社，19985）田濤.過程計(jì)算機(jī)控制及先進(jìn)控制策略的實(shí)現(xiàn).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20066）卞志強(qiáng).Visual Basic 網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì).北京：人民郵電出版社，2003摘要：文章主要介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件選型及原理和軟件的編輯和運(yùn)行結(jié)果。硬件設(shè)計(jì)主要通過 HUB集線器，7188模塊，7018模塊，以及溫度變送器組成系統(tǒng)，介紹了這幾個(gè) 模塊的原理以及使用方法和信號(hào)類型。軟件設(shè)計(jì)通過編程完成一個(gè)遠(yuǎn)程控制程序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)的同 步監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)調(diào)用等功能。過熱器作為鍋爐中的重要部件，其作用是在鍋爐中將一定壓力下的飽和水蒸氣加熱成相應(yīng)壓力下的過熱水蒸氣。其性能如壽命

5、等與溫度有著密不可分的關(guān)系，電站中的魚鍋爐相關(guān)的整個(gè)系統(tǒng)由于受到外 界環(huán)境或內(nèi)在影響，各個(gè)部件內(nèi)的溫度不可能保持恒定不變，但是與鍋爐相關(guān)的各個(gè)部件在設(shè)計(jì)以及安 裝好后，設(shè)計(jì)的工礦不僅有流速，功率等，更重要的還有一個(gè)設(shè)計(jì)好的溫度界限。對(duì)于過熱器來說，尤 其是當(dāng)溫度超過其溫度界限并且積累到一定的次數(shù)后，容易產(chǎn)生爆管事故。對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響， 嚴(yán)重的甚至?xí)绊懻麄€(gè)電站的運(yùn)行，對(duì)電站產(chǎn)生影響。故在過熱器的運(yùn)行過程中，對(duì)過熱器的溫度進(jìn)行 實(shí)時(shí)監(jiān)控十分重要，可以保證整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行一、硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)的總體組網(wǎng)設(shè)計(jì)、硬件的選型及其介紹、硬件之間的接線方式三部分構(gòu)成。1. 系統(tǒng)的總體組網(wǎng)

6、設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)室已有的熱點(diǎn)偶作為溫度傳感器，測(cè)量過熱器內(nèi)的氣溫，將熱電偶產(chǎn)生的電壓信號(hào)，通過導(dǎo)線將電壓信號(hào)傳入 7018連接，完成信號(hào)的采集過程。 7018輸出的信號(hào)通過485總線與7188模塊連接, 處理后通過HUB集線器與多個(gè)客戶端計(jì)算機(jī)相連， 完成信號(hào)傳輸?shù)穆窂降慕M網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的遠(yuǎn)程傳 送。其組網(wǎng)圖如下：PCPC PCHUB集線器2. 硬件的選型及其介紹2.1 HUB集線器HUB是一個(gè)多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器，當(dāng)以HUB為中心設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中某條線路產(chǎn)生了故障，并不影響其它線路的工作。所以 HUB在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。HUB集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有類似于交換機(jī)的智能記憶”能力

7、和學(xué)習(xí)”能力。它也不具備交換機(jī)所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針對(duì)性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當(dāng)它要向某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，不是直 接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點(diǎn)。2.2 7188 模塊7188控件的主要有 AMD 80188 微處理器、SRAM、Flash ROM、EEPROM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC ）、4 個(gè)串行通訊口（2個(gè)RS232 串口（ COM3 和COM4）,1 個(gè)RS485 串（COM2）,1 個(gè)RS232/RS485 串口（COM1 ） 組成，在處理模塊中含有操作系統(tǒng)（ROM-DOS），ROM-DOS功能等同于MS-DOS，一個(gè)標(biāo)

8、準(zhǔn)的DOS運(yùn)行的程序同樣可在 ROM-DOS中運(yùn)行，用戶可以通過 COM4上傳或下載程序。7188模塊中80188微處理器結(jié)構(gòu)圖這次選取的是深圳市鵬控有限公式生產(chǎn)的泓格牛頓I-7188E5控制模塊。其特點(diǎn)及其規(guī)格如下:特點(diǎn)： CPU: 80188-40或兼容芯片 10BASE-T NE2000 兼容 Ethernet控制器 I-7188E5/E5D 有4個(gè) RS-232 通訊口和 1 個(gè) RS-485 通訊口 D/I: 3.5V30V D/O: 100mA/30V操作溫度：-25 C +75 C存儲(chǔ)溫度：-40 C +80 C電源：非穩(wěn)壓1030 VDC，帶有反接保護(hù)。2.3 7018 模塊I

9、-7018數(shù)據(jù)采集卡由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成，分別如圖1所示，A為數(shù)據(jù)采集模塊，D為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。圖1所示的溫度采集系統(tǒng)中，模塊均是板卡式I/ O板，采用RS-485網(wǎng)絡(luò)在板卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。RS-485網(wǎng)絡(luò)具有適合工業(yè)需要的下述特點(diǎn)：低噪音、遠(yuǎn)程通訊、用線量少?？ㄊ絀/ 0板在不占用計(jì)算機(jī)原有硬件資源的前提下，擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的I/ C能力。1-7018模塊在使用前需要對(duì)通訊端口地址、輸入、波特率等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在整個(gè)系統(tǒng)正式工作前，首先設(shè)定好熱電偶的室溫基準(zhǔn)。然后，根據(jù)需要電顧進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，再進(jìn)行具體的應(yīng)用。RSY 越圖1本次設(shè)計(jì)選用的是深圳市鵬控有限公式生產(chǎn)的泓格牛頓I-7

10、0188通道模擬輸入量模塊。模塊自帶雙看門狗，內(nèi)部有3000 VD（隔離，更具有高過壓保護(hù)高開關(guān)量電壓輸入等性能，可以非常容易的和常見的 SCADA/HMI以及PLC軟件進(jìn)行通訊僅需要兩根通訊信號(hào)線就可以建立起一個(gè)多點(diǎn)的分布式RS-485網(wǎng)絡(luò)。其特性如下：類型：mV, V, mA （接125 Q外電阻器）熱電偶:類型 J, K, T, E, R, S, B, N, C通道：8路差動(dòng)或6路差動(dòng)+2路單端（跳線選擇）電壓范圍 ：15mV, ±50mV , ±00mV, ±00mV, ±1V, ±.5V電流范圍：±0mA采樣速率：10次/秒

11、帶寬：15.7 Hz精度：±.5%零點(diǎn)漂移：±5ppm/C滿量程漂移：25ppm/C過電壓保護(hù)：±5V隔離：3000VDC電源：輸入：1030VDC 功耗：1.0W對(duì)于熱電偶的要求如下表:類型JKTERSBNC量 程-210-270-270-270000-2700(C)+760+13+40+10+176+ 176+18213023207200088003、硬件及其之間的連線方式3.1 1-7018模塊的接線方式信號(hào)從熱點(diǎn)偶出來后是電壓信號(hào)， 為模擬信號(hào)，用導(dǎo)線連接至7018模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，使用RS485 總線，傳送大7188模塊中。圖2,為7018模塊的連接

12、簡(jiǎn)3.2 I-7188E5模塊和HU集線器的接線方式由7018模塊送出的數(shù)字信號(hào)通過RS485總線傳遞到7188處理模塊中，處理后通過網(wǎng)線與HU集線器相連，通過HUB!線器與客戶端連接。圖 3和圖4分別表示了 7188模塊和HUB!線器的接線方式。7188-裁于圖3 7188接線方式網(wǎng)域:1HUB信號(hào)圖4 HUB接線方式7018圖2 7018接線方式二、軟件設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)目的及內(nèi)容：1、 設(shè)計(jì)系統(tǒng)人機(jī)交互操作界面，采用隨機(jī)數(shù)模擬汽溫?cái)?shù)據(jù)（隨機(jī)產(chǎn)生460C560C的數(shù)據(jù)，假設(shè)超過540C時(shí)越限報(bào)警），實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變化顯示、越限報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄/保存、歷史數(shù)據(jù)顯示等功能。2、設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程端程序，運(yùn)用 Win

13、 Sock控件使現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 和現(xiàn)場(chǎng)的同步監(jiān)測(cè)、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用和查詢功能。2.2程序設(shè)計(jì)說明（程序說明及流程圖）2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)程序中：1、隨機(jī)產(chǎn)生汽溫?cái)?shù)據(jù)，運(yùn)用“溫度計(jì)”的模式實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。使用紅色顏色示警，當(dāng)溫度超過數(shù)據(jù) 范圍時(shí)，在軟件界面上，顯示紅色示警燈，正常范圍內(nèi)為綠色，并在汽溫曲線圖上畫出數(shù)據(jù)點(diǎn)。此外， 提供實(shí)時(shí)的具體數(shù)據(jù)查詢以及歷史數(shù)據(jù)的查詢。2、保存數(shù)據(jù)時(shí)，用此時(shí)的時(shí)刻作為文檔名，同時(shí)把文檔名保存在“歷史數(shù)據(jù)文檔名記錄”中，便于 以后顯示用。3、顯示歷史數(shù)據(jù)時(shí)，彈出對(duì)話框，選擇文檔讀取歷史數(shù)據(jù)。2.2.2 遠(yuǎn)程端程序中：1、單擊“連接主機(jī)

14、”，判斷若主機(jī)正在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，則向主機(jī)發(fā)送字符串“L”，主機(jī)接收到后，立即將目前的時(shí)間和溫度以字符串形式發(fā)送給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接收讀取出時(shí)間和溫度，并做實(shí)時(shí)顯示及汽溫曲線圖。若主機(jī)還沒有在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程端只能讀取主機(jī)中的歷史數(shù)據(jù)。2、在遠(yuǎn)程端讀取主機(jī)中的歷史數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)后先是接收的主機(jī)中歷史數(shù)據(jù)文檔名稱，此時(shí)單擊 List框中的文檔名，讀取其中的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)傳輸都是通過Win Sock實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)場(chǎng)端程序流程圖如下: % 主機(jī)Je-J:顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)讀啟歷史數(shù)據(jù)扌扌祈T4-L;'廠遠(yuǎn)程端程序流程圖如下:現(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程端的連接如下:PCHUB-害一 PC現(xiàn)場(chǎng)端1T遠(yuǎn)程端三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（程

15、序的運(yùn)行結(jié)果與分析）3.1運(yùn)行結(jié)果圖：軟件界面如下：下圖為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)端軟件運(yùn)行界面，主要功能如下：汽溫變化的實(shí)時(shí)顯示坐標(biāo)，報(bào)警提示 功能，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的具體數(shù)值顯示，歷史數(shù)據(jù)查詢窗口，具體時(shí)間點(diǎn)溫度值的顯示。過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)幄警捉亍尿轎移到的點(diǎn)的時(shí)間現(xiàn)J® mi- m 下干s 鬥-叮亡 ».i_i7遍度：552.0 rV1審 H *貳溫査化霧時(shí)尿示gnjL-Qi2Dni-CN2ai-oa 整ii心Kii-OiLEJl2H1I-CM:'»ZDJL-O12911-CMFIE旳站3=1徑頁(yè)列為滯3.K怖頁(yè)荒曲總怖22盞卑/盟皆辺“刃2ZKS2$ h £ T

16、 W古-U弘 I *=* 3 “ .y :QH-r4-.=J.!-.-=-4J!KI!i53當(dāng)別；時(shí)河：2dll-jl-10 22l25i3S2、如上圖，過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其汽溫，并提示報(bào)警，保存汽溫時(shí)，同時(shí)保存了其文檔名，便于在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中查詢歷史數(shù)據(jù)。四、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法1、由于不同電腦讀取時(shí)間時(shí)，顯示格式不盡相同，因此保存在文檔中的時(shí)間字符串不等長(zhǎng)，易造成 錯(cuò)誤。用 Format 語(yǔ)句使其格式保證相同。2、程序在剛開始加載時(shí)，汽溫曲線時(shí)間軸只有60 秒，超過 60 秒就難以觀察到曲線圖形?？梢栽谄銽imer 事件中添加一段比較時(shí)間與最大橫坐標(biāo)的程序，當(dāng)前者大時(shí)，自動(dòng)

17、改變橫坐標(biāo)，使得曲線得以繼續(xù) 在圖形中顯現(xiàn)。3、遠(yuǎn)程端讀取現(xiàn)場(chǎng)端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，由于時(shí)間的遲延，讀出的第一行數(shù)據(jù)不正確?？稍诘谝淮蝹鬏?數(shù)據(jù)時(shí)，適當(dāng)延遲賦值給 List 的數(shù)據(jù)。4、在遠(yuǎn)程端讀現(xiàn)場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)時(shí)，不清楚原歷史數(shù)據(jù)文檔名，不易讀取。因此在現(xiàn)場(chǎng)端同時(shí)保存了 歷史文檔名，只需在遠(yuǎn)程端讀文檔名，即可讀取其在現(xiàn)場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)。5、若在一文檔中的歷史數(shù)據(jù)過多，運(yùn)用遠(yuǎn)程查詢時(shí)，由于其時(shí)間的延遲過多，易造成錯(cuò)誤?？稍谧x 取時(shí)稍有延時(shí)，保證下個(gè)數(shù)據(jù)能夠及時(shí)傳送。四、 實(shí)驗(yàn)體會(huì)本實(shí)驗(yàn)是一次組建過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的過程。在硬件方面，通過查找資料對(duì)系統(tǒng)中采用的溫度傳感器等設(shè)備及器件進(jìn)行選型，進(jìn)一步了解了工業(yè)

18、 600MW 機(jī)組過熱器的原理，與工程實(shí)際相結(jié)合，更讓我們了解到設(shè)備器件的價(jià)格等，同時(shí)還學(xué)會(huì)了使用 Microsoft Visio 等軟件。在軟件方面，我們使用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)直接的通信，學(xué)會(huì)了應(yīng)用 Winsock 控件，在編寫程 序的過程中，不僅提高了 VB 的編程水平，加深了知識(shí)的掌握，同時(shí)在考慮問題方面也更全面，把細(xì)節(jié) 做得更好。雖然編寫程序與調(diào)試花了不少時(shí)間，但在這期間，在獨(dú)立思考中調(diào)試效果更好。五、參考文獻(xiàn)1）張欒英，孫萬(wàn)云 .火電廠過程控制 .北京：中國(guó)電力出版社， 20002）韓璞，等 .火電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控與監(jiān)測(cè) .北京：中國(guó)水利水電出版社， 20053）李江全，等 .計(jì)算機(jī)

19、測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與編程實(shí)現(xiàn) .北京：電子工業(yè)出版社， 20064）金華雄 等 . 基于漲格 7188 和 7018 模塊的溫度采集傳輸系統(tǒng) ;5）鄭春生 等 . 計(jì)算機(jī)連續(xù)實(shí)時(shí)溫度采集系統(tǒng)的研究 ; 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院6）葉志軍 等 . 智能控制模塊 I 一 7188 深圳威達(dá)通電子有限公司 （518028）7）王孟浩 等. 過熱器再熱器爐外壁溫測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和報(bào)警溫度設(shè)定值的探討; 上海望特能源科技有限公司摘要： 文章主要介紹了基于工業(yè)以太網(wǎng)過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件選型及原理和軟件的編輯和運(yùn)行 結(jié)果。硬件設(shè)計(jì)主要通過 HUB 集線器， 7188模塊， 7018 模塊，以及熱電偶組成系統(tǒng)，介

20、紹了這幾個(gè)模 塊的原理以及使用方法和信號(hào)類型。軟件設(shè)計(jì)通過編程完成現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程端程序，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和現(xiàn)場(chǎng)的同步 監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)調(diào)用等功能。關(guān)鍵詞： 過熱器汽溫；硬件選型 ；連接方式；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；遠(yuǎn)程監(jiān)控、硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)的總體組網(wǎng)設(shè)計(jì)、硬件的選型及其介紹、硬件之間的接線方式三部分構(gòu)成。1. 系統(tǒng)的總體組網(wǎng)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)室已有的熱點(diǎn)偶測(cè)量過熱器內(nèi)的氣溫，然后將熱電偶的電壓信號(hào)通過485總線將數(shù)值信號(hào)傳入7018連接，完成信號(hào)的采集過程。7018輸出的信號(hào)通過 485總線與7188模塊連接，處理后通過 HUB集線器與多個(gè)客戶端計(jì)算機(jī)相連，完成信號(hào)傳輸?shù)穆窂降慕M網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)溫度信號(hào)的遠(yuǎn)程傳送。其組網(wǎng)圖如

21、測(cè)系統(tǒng)m網(wǎng)圖下：1 rPC護(hù)| HUB臺(tái)線器 7】貂模塊2. 硬件的選型及其介紹2.1 HUB集線器HUB是一個(gè)多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器，當(dāng)以HUB為中心設(shè)備時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中某條線路產(chǎn)生了故障，并不影響其它線路的工作。所以 HUB在局域網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。HUB集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有類似于交換機(jī)的“智能記憶”能力和“學(xué)習(xí)”能力。它也不具備交換機(jī)所具有的MAC地址表，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針對(duì)性的，而是采用廣播方式發(fā)送。也就是說當(dāng)它要向某節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)， 不是直接把數(shù)據(jù)發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)，而是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到與集線器相連的所有節(jié)點(diǎn)。2.2 7188 模塊7188控件的主要有 AMD 80188

22、 微處理器、SRAM、Flash ROM、EEPROM、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC ）、4 個(gè)串行通訊口（2 個(gè) RS232 串口（ COM3 和 COM4）， 1 個(gè) RS485 串（COM2），1 個(gè) RS232/RS485 串 口（ COM1）組成，在處理模塊中含有操作系統(tǒng)（ ROM-DOS），ROM-DOS 功能等同于 MS-DOS， 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DOS運(yùn)行的程序同樣可在 ROM-DOS中運(yùn)行，用戶可以通過 COM4上傳或下載程序。COM l4 VVt2MIKnKTranvliamriuhJL2k* SRAM5 2256C0M11訊宅尉睛右訂陽(yáng)企時(shí)冑COM4電IK鞫龍*7-宮雀CfPROMI7188

23、模塊中80188微處理器結(jié)構(gòu)圖這次選取的是深圳市鵬控有限公式生產(chǎn)的泓格牛頓I-7188E5控制模塊。其特點(diǎn)及其規(guī)格如下：CPU:80188-40或兼容芯片；內(nèi)建獨(dú)有的64位硬件序列號(hào)；I-7188E5/E5D 有4個(gè)RS-232通訊口和1個(gè)RS-485 通訊口； I-7188EnD(n=1,2,3,4,5,8) 7段 LED 顯示；Flash Memory: 512K bytes ，擦除單位是一個(gè)扇區(qū)(64K bytes) ，100,000 次擦寫壽命。其 D/I: 3.5V30V, D/O: 100mA/30V，操作溫度：-25 C +75 C，存儲(chǔ)溫度：-40 C +80 C ,電源：非穩(wěn)

24、壓1030 VDC，帶有反接保護(hù)。2.3 7018 模塊I-7018數(shù)據(jù)采集卡由數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成，分別如圖1所示，A為數(shù)據(jù)采集模塊，D為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊。圖 1所示的溫度采集系統(tǒng)中，模塊均是板卡式I/ O 板，采用RS-485網(wǎng)絡(luò)在板卡之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。RS-485網(wǎng)絡(luò)具有適合工業(yè)需要的下述特點(diǎn)：低噪音、遠(yuǎn)程通訊、用線量少?？ㄊ絀/ O板在不占用計(jì)算機(jī)原有硬件資源的前提下，擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的I/ O能力。1-7018模塊在使用前需要對(duì)通訊端口地址、輸入、波特率等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在整個(gè)系統(tǒng)正式工作前，首先設(shè)定好熱電偶的室溫基準(zhǔn)。然 后，根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的程序設(shè)計(jì)，再進(jìn)行具體的應(yīng)用。圖1本次

25、設(shè)計(jì)選用的是深圳市宏立方科技有限公司生產(chǎn)的TDAM7018昆合輸入型采集模塊， 其特性如下：輸入類型：土 100mV ± 500mV ± 1V ± 5V ± 10V ± 20mA 4-20mA ； J K T E R S B等類型，使用場(chǎng)合更廣泛。RS485通信：過壓過流保護(hù)，TVS管保護(hù)，全方位保護(hù)通信芯片。采用PT1000作為冷端補(bǔ)償，冷端補(bǔ)償溫度精度更高，性能更穩(wěn)定，模塊內(nèi)置測(cè)溫元件，自動(dòng)完成熱電偶冷端溫度補(bǔ)償。標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信接口 ：支持DCOF和Modbus RTU協(xié)議，停止位和波特率隨意設(shè)置，是PLC控制系統(tǒng)擴(kuò)展模擬量或熱電偶采集的最佳

26、選擇。3. 硬件及其之間的連線方式3.1 1-7018模塊的接線方式信號(hào)從溫度變送器出來后是4-20mA的電流信號(hào)，為模擬信號(hào)，用導(dǎo)線連接至7018模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，使用RS485總線，傳送大7188模塊中。圖2,為7018模塊的連接簡(jiǎn)圖。圖2 7018模塊接線方式信號(hào)7188數(shù)字信號(hào)W佶號(hào)HUB圖3 7188模塊接線圖圖4 HUB集線器接線圖3.2 I-7188E5 模塊和HUB集線器的接線方式由7018模塊送出的數(shù)字信號(hào)通過RS485總線傳遞到7188處理模塊中，處理后通過網(wǎng)線與HUB集線器相連，通過HUE集線器與客戶端連接。圖3和圖4分別表示了 7188模塊和HUB集線器的接線方式。

27、網(wǎng)線I _ RS4K4二、軟件設(shè)計(jì)Win sock軟件設(shè)計(jì)包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程端程序?，F(xiàn)場(chǎng)端實(shí)現(xiàn)過熱器汽溫的實(shí)時(shí)檢測(cè)；遠(yuǎn)程端則利用 控件，能夠?qū)崿F(xiàn)過熱器汽溫的遠(yuǎn)程監(jiān)控?，F(xiàn)場(chǎng)與遠(yuǎn)程端的連接如下:I1 nII I=HUB集線器 三現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程1. 現(xiàn)場(chǎng)端設(shè)計(jì)1.1 主要內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)人機(jī)交互操作界面，采用隨機(jī)數(shù)模擬汽溫?cái)?shù)據(jù)（隨機(jī)產(chǎn)生533 C547 C的數(shù)據(jù)，假設(shè)低于535 C或超過545C時(shí)越限報(bào)警），實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)變化顯示、越限報(bào)警、數(shù)據(jù)記錄 /保存、歷史數(shù)據(jù)顯示等功能。 1.2程序設(shè)計(jì)說明采用兩個(gè)時(shí)間控件。一個(gè)用于顯示系統(tǒng)時(shí)間；另一個(gè)用于產(chǎn)生隨機(jī)汽溫?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)運(yùn)用“溫度計(jì)” 的模式實(shí)時(shí)顯示，溫度報(bào)警，自動(dòng)

28、保存這些數(shù)據(jù)，并在汽溫曲線圖上畫出數(shù)據(jù)點(diǎn)，通過鼠標(biāo)的移動(dòng)可實(shí) 時(shí)讀出所需汽溫的數(shù)據(jù)。自動(dòng)保存數(shù)據(jù)時(shí)，用開始的時(shí)刻作為文檔名，同時(shí)把文檔名保存在“歷史數(shù)據(jù)文檔名記錄”中，便于以后顯示用。顯示歷史數(shù)據(jù)時(shí)，用 Comm on Dialog控件彈出對(duì)話框，選擇文檔在另一個(gè)列表框中讀取歷史數(shù)據(jù)，而 不影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的顯示。2.2程序設(shè)計(jì)說明單擊“連接主機(jī)”，判斷若主機(jī)正在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，則向主機(jī)發(fā)送字符串“L”，主機(jī)接收到后，立即將目前的時(shí)間和溫度以字符串形式發(fā)送給遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)接收讀取出時(shí) 間和溫度，并做實(shí)時(shí)顯示及汽溫曲線圖。若主機(jī)還沒有在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程端只能讀取主機(jī)中的歷史數(shù)據(jù)。在遠(yuǎn)程端讀取主機(jī)中的

29、歷史數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送數(shù)據(jù)后先是接收的主機(jī)中歷史數(shù)據(jù)文檔名稱，此時(shí)單擊List框中的文檔名，讀取其中的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)傳輸都是通過Win Sock實(shí)現(xiàn)的。遠(yuǎn)程端程序流程圖如下：3. 設(shè)計(jì)的運(yùn)行結(jié)果與分析1、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行圖:M：.r -M/CW'T；LltTMT2、遠(yuǎn)程端運(yùn)行圖:阿“上 it JiU 4E- 3BJSII!1-OL-：D 21 帕 «3B il «4 .MEI-Cll-：O E? <? «= flii:ii-di-：D 豐1 nA If.(V1-10- # V E土 .史袞是査詢ElJLI .u tMm-Qi-iDr3n-0i-：i 粒MdPLrD

30、taaEi-q|.-JOau-ai-20 banL-Jb3Dll-aL：D:>n秦豪 M41-UQ別 p* Eilwsiw油竺-swhimf 殛対岀捷遼一二一益匚疋當(dāng)IW制闿i ：0L-ai-10 23:«l«r過熱器汽濕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)it-e-5i"Jp*c ：'ft aa4ff 雨Nq 141 -I L2£nl-ii-I.L Kfl 111-11 3ima-i.L： H ;: H synn-iiIIzrni-ai-i.L 摘1知LL-4-M-W 4- fl fl- 4 <T4t I ? i zt-4. 耳?利MflflMM45HRLs-

31、nr 聆書 ilIM同naMLI&Kinl歸wJDlljlnH瀉 五箱LliDEDEmwnp1:*鼻oedeeitmi:* Jllulm EDC!a.iltl:i>cl聞 E!£!t,lli<ljl>wTHTT3T-!*"rI i-M呂 Mill:laJP 京3M|-ai-!a ssil-di IQ3-3 i-as-iaf標(biāo)丸企ri = i：3+ w至室 時(shí)礎(chǔ)!*imi 0;K;32 ia 度 t 538.3 rt*QI-ai-lO aaia-wuiJLi-Lu-ai-ia i -j: i>jZD： i-as-iaXHI-OVIO ££nl-<a-|i*汀硏刃山!1 -ldr.晡訂也BntlK:!lg 茁 4«t;4 091 話護(hù).:;.:!?*?:;?.=.-.-l.3、如上圖，過熱器汽溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其汽溫，并提示報(bào)警，保存汽溫時(shí)，同時(shí)保存了其文檔 名。在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中查詢歷史數(shù)據(jù)時(shí)，先讀取現(xiàn)場(chǎng)端的文檔目錄名，通過單擊數(shù)據(jù)目錄名，可查詢?cè)?目錄下的數(shù)據(jù)。4. 設(shè)計(jì)中的調(diào)試1、由于不同電腦