該文針對熱電廠熱網(wǎng)管理的需要，介紹一種利用中間通訊控制器的監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)具有通信速度快、投資少、功能強和監(jiān)控站點多等優(yōu)點。

1引言

隨著熱網(wǎng)管理水平要求的不斷提高，各家熱電廠都需要設(shè)置一套投資少、功能強的計算機熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，熱用戶（尤其是用汽量較大的熱用戶）也有對汽量核算可信度的要求。本系統(tǒng)無疑對提高自動化管理水平和服務(wù)水平、保證用戶蒸汽質(zhì)量、減少管損和防竊熱等方面起到積極的作用。

用戶終端的流量、溫度、壓力和電源供電情況是熱電廠主要的監(jiān)控參數(shù)，一個熱網(wǎng)往往擁有幾十個熱用戶，在計算機監(jiān)控系統(tǒng)中就要設(shè)置幾十個用戶終端并傳輸幾百個參量。目前，PC機由于它優(yōu)越的性能價格比和豐富的軟件資源，已成為控制系統(tǒng)管理的主流機型。而MCS－51系列單片機在工業(yè)控制系統(tǒng)中也得到廣泛的應(yīng)用，它以價格低、功能強、體積小、抗干擾能力強等特點已滲透到各個應(yīng)用領(lǐng)域，在控制數(shù)量較大，控制站點較多的系統(tǒng)中，尤其適合作為前沿的控制器。根據(jù)這兩類計算機各自的特點，PC機作為上位管理機（以下簡稱主機），MCS－51系列單片機作為前沿智能控制器（以下簡稱從機），可構(gòu)成分布式的監(jiān)控系統(tǒng)。但是系統(tǒng)中如果設(shè)置有幾十臺從機，那么主機在從機允許等待的時間內(nèi)，要處理大量的信息會帶來一定的難度。根據(jù)多CPU并行工作能提高工作速率的設(shè)想，我們在主機和從機之間增加了一個信息轉(zhuǎn)運站，即中間通訊控制器。

監(jiān)控系統(tǒng)由各從機構(gòu)成相對獨立的監(jiān)控子系統(tǒng)，由主機從宏觀上對各控制子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，依據(jù)各從機發(fā)來的信息加以處理、分析、CRT顯示和各種報表的生成，并可將處理后的基本數(shù)據(jù)分別傳送給各從機，供顯示或調(diào)用生成熱用戶自己的各種報表，使主、從機的數(shù)據(jù)保持一致，便于核對，結(jié)算過程更為合理。

2技術(shù)描述

2．1總體方案

監(jiān)控系統(tǒng)由從機、中間通訊控制器和主機3大部分組成。從機用以測量熱用戶的流量、溫度和壓給主機。另外，從機接收主機發(fā)來的各累積流量等基本數(shù)據(jù)，用于顯示和外圍設(shè)備的調(diào)用。中間通訊控制器主要保證主機和從機之間信息的有序傳送和暢通。主機接收從機發(fā)來的基本數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲和返送給從機，除主機以外的其它微機可通過電纜或光纖與主機相連，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)工作方式。

2．2中間通訊控制器的硬件電路

中間通訊控制器以8031芯片為核心，組織和協(xié)調(diào)主機和各從機間的通訊。8031芯片的串行口（TxD、RxD）和各從機并接（接口電路略），而與主機的接口通過8251A芯片來實現(xiàn)。

中間通訊控制器和主機距離較近，可直接采用RS－232通訊口傳送數(shù)據(jù)，但由于8251A的輸入和輸出是TTL電平，與RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平相接時，可利用1488和1489芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)多臺從機幾乎同時申請與主機通訊時，中間通訊控制器根據(jù)先后次序，首先滿足最先申請的從機，后申請的可將申請從機的地址和將發(fā)送的信息暫時存儲在芯片6264中，待主機空閑時，再依據(jù)先后次序?qū)⒋鎯π酒写鎯Φ男畔⒄{(diào)出并傳送給主機，起緩沖和中轉(zhuǎn)作用。8031的時鐘為7．3728 MHz，由8031芯片的讀／寫端、ALE端信號經(jīng)邏輯組合后產(chǎn)生的1．2288 MHz頻率信號作為8251A芯片的CLK時鐘信號，該信號再經(jīng)過CD4024芯片的64分頻，得到19．2 kHz頻率信號作為8251A接收器和發(fā)送器的時鐘，該時鐘為設(shè)定傳輸波特率1．2 kHz的16倍。

2．3中間通訊控制器的軟件設(shè)計

2．3．1主機向從機發(fā)送數(shù)據(jù)

中間通訊控制器接收到主機呼叫申請后，根據(jù)主機要求呼叫從機的地址碼選通對應(yīng)的從機，當(dāng)被呼叫的從機應(yīng)答后，接收主機發(fā)來的數(shù)據(jù)并向該從機發(fā)送。為保證數(shù)據(jù)傳送的正確性，采用計算數(shù)據(jù)和（代碼和）來判斷數(shù)據(jù)傳送的正確與否。

2．3．2從機向主機發(fā)送數(shù)據(jù)

控制系統(tǒng)中，有兩臺以上從機同時發(fā)出呼叫申請時，中間通訊控制器可提供數(shù)據(jù)暫存，一旦通訊空閑時，依據(jù)先進(jìn)先出的原則組織通訊。

當(dāng)從機有呼叫申請時，首先要判斷呼叫存儲次數(shù)，當(dāng)呼叫存儲次數(shù)≥1時，說明存儲器中存儲有從機向主機的待發(fā)數(shù)據(jù)，依據(jù)后申請后發(fā)送的原則，正在呼叫申請的從機應(yīng)將傳送數(shù)據(jù)暫存；當(dāng)存儲次數(shù)為零時，說明存儲器中無待發(fā)數(shù)據(jù)，中間通訊控制器可接收該從機的數(shù)據(jù)，直接發(fā)送給主機。

當(dāng)從機無呼叫申請時，應(yīng)將存儲器中的待發(fā)數(shù)據(jù)及時向主機發(fā)送。每存儲一個從機的待發(fā)數(shù)據(jù)呼叫存儲次數(shù)加1；取出一個從機的待發(fā)數(shù)據(jù)呼叫存儲次數(shù)減1。

3結(jié)束語

利用PC機作為上位管理網(wǎng)絡(luò)，MCS－51單片機作為前沿與預(yù)處理終端，中間通訊控制器作為數(shù)據(jù)緩沖的控制系統(tǒng)適用于前沿智能控制器（從機）數(shù)量較多的控制場合，是一種實時性強、投資少、功能較強、組態(tài)靈活、可靠性較強、經(jīng)營過程更為合理的監(jiān)控系統(tǒng)，已得到較好的應(yīng)用，并可推廣到其它控制領(lǐng)域中。