利用电话系统组成的锅炉远程监控网络液压元件

利用电话系统组成的锅炉远程监控网络

利用电话系统组成的锅炉远程监控网络 2011： 摘　要　介绍一个利用共用电话系统和工业控制机组成的锅炉远程监控网络，分析技术方案的特点，指出软件编程的要点，实现对远距离分散的多个锅炉房内锅炉的运行监控。

0　引言　　克拉玛依石油管理局供热公司近年来在其下属的十几个锅炉房大力推广工控机，在基础自动化方面取得了很大进展。但是，这些工控机分散于距该公司几千米至几十千米的各个锅炉房内，彼此独立分散，因而公司调度室的管理人员需给锅炉房的技术人员打电话以了解各处的运行状态，甚至驱车前往解决问题。为此，急需建立一个以调度室为中心的远程监控网络，在基础自动化的基础上进一步实现管理自动化。但是，由于其下属锅炉房较多且很分散，从成本及使用要求等方面考虑，采用计算机局域网的方法不适用。我们设计了通过电话交换机(PBX)组成一个远程监控网络，最大限度地利用了原有的工控机和电话网。本系统可以推广至冶金及其它诸多工业控制系统中。1　监控网络的组成　　图1所示为监控网络的组成结构。　　图中，各下属锅炉房中有PC总线的486、586工控机，也有1990年前后配备的STD总线工控机。每台工控机控制2～6台热水锅炉，完成数据采集与显示、锅炉出水温度控制、鼓风控制、炉膛负压控制、报警、数据打印等功能。建成监控网络之后，各工控机除了完成原有控制功能外，还增加了通信功能。在硬件方面，每台工控机加装一个MODEM和电话线相连，图1中的虚线表示拨号电话线路，出于工作环境的考虑，MODEM均采用内置式。PBX在网络中起着线路交换的作用。调度室设置一台加装了MODEM的管理用计算机，当它对某一锅炉房的工控机拨号后，该工控机将相关的锅炉系统的运行数据、设置参数、报警信息等通过电话线路(点对点线路)实时传送至调度室的计算机中，由监控人员观察和处置，调度室挂机后即可拨号访问另一锅炉房。　　本系统有以下特点：　　(1)该系统是一种星形网络，借用电话网络和功能完善的智能MODEM，简化了硬件系统和软件设计，并具有方便扩容的优点。　　(2)一般的星形网络由于每个站点与中央站点直接相连，因而电缆费用高，加装站点困难。本系统利用现有PBX的电话线路，大大节约建网费用和周期，且传输距离只受电话线路质量的限制。最远的锅炉房距离调度室20km以上，二者之间实现了数据传输。　　(3)PBX电话线进入每台计算机的MODEM后，又从MODEM并联连接至原来使用的电话机，从而使MODEM和电话机可以分时使用同一条电话线。只要正确设置MODEM在应答前允许电话响铃的次数，则不影响原有电话机的接入和打出功能。　　(4)由于各个工控机是通过拨号电话线路连接至调度室，所以只要有一条电话线，任何一部配备了MODEM和调度室上位机程序的计算机都能够取代调度室计算机，直接拨号访问某一锅炉房的工控机。这就使管理人员在调度室之外的其它地点亦可使用便携式计算机了解各个锅炉房当前的运行情况。2　MODEM通信模块的软件设计2.1　方案设计　　从调度室的管理要求来看，调度室计算机程序和下位工控机程序应有以下功能：(1)调度室计算机程序应能拨号，从而和相关的工控机建立连接。(2)MODEM连接成功之后，工控机程序应自动发送实时数据至调度室。(3)调度室计算机程序应能将MODEM挂机，结束通信。　　由于原有的工控机程序采用的是DOS环境下编程，且运行效果良好，所以我们用C＋＋语言开发了一个DOS环境下的MODEM通信类作为一个独立的模块，原来的源程序中只需增加对该通信类成员函数的调用，就可为原工控程序扩展通信功能。同样，以该MODEM通信类为基础开发了调度室计算机程序。之所以未采用WINDOWS编程，一方面这需要重新编制所有程序，开发及调试周期长，风险大；另一方面，STD总线工控机所能提供的内存只能达到512KB，存储程序的EPROM或电子盘在1MB以下，无法满足运行WINDOWS程序的硬件要求。　　该MODEM通信控制类中，数据的发送和接收均采用了中断方式，在后台执行，而中断服务程序的安装与解除、串行通信口和MODEM的初始化均置于该通信类的构造函数和析构函数中，从而使其具有很好的模块性，使用简单。以中断方式通信可以很好地满足工控程序的实时性要求。一般来说，串行通信中，数据接收多采用中断方式，而数据发送既可以采用查询方式，也可以采用中断方式。采用查询方式发送数据时，通信程序的设计比较简单，但是数据发送过程中要不断地监视UART(通用异步发送／接受器)的线路状态寄存器，等待寄存器显示出可传下一个数据字节的信号，耗费了大量的CPU时间，所以只使用于每次发送较少数据的情况。本系统工控机通过速率为14.4KB的MODEM发送的实时数据，大小在几千字节至十几千字节左右，每次发送需几秒至十几秒。很显然，如果采用查询方式发送的话，则数据发送期间工控机不能正常执行数据采集和控制等功能，从用户界面看则不能执行任何键盘和

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