|
0 引言
随着配电网络规模日益庞大，结构日趋复杂。由于设备本身运行或地理、气候及其他诸方面因素的影响而引起的设备工作环境中温、湿度的变化，例如受潮或结露可能引起的爬电、闪络事故，温度过高造成供配电设备运行故障等，都会严重影响该配电网络中用电单位的生产，使其遭受重大的经济损失。为保证设备的正常运行，就需要及时掌握设备的工作环境情况，采取必要的升温、降温、排风、除湿等措施，以保证设备的正常运行。
基于此，设计一种温湿度测控管理系统具有十分重要的意义。该系统与WHD智能型系列温湿度控制器配合使用可实现远程温、湿度值的实时测量与显示，传感器、加热器、通讯异常报警及报警点参数遥调设置等功能，并可通过对下位机内继电器的闭合、断开控制，实现对其连接的加热器和风扇进行远程控制。1 WHD智能型温湿度控制器简介
WHD智能型温湿度控制器的核心芯片采用STC公司的STC89C58RD+型单片机， 温湿度的测量选用的是SENSIRION公司开发SHT11，它是一种可同时测温度、湿度，并提供全程标定数据输出的传感器芯片。该温湿度控制器系列根据型号不同，其测量点为1～3路温、湿度，通用性能技术指标如下表所示。
技术参数
指标
测量范围
温度
-40.0℃～+99.9℃
湿度
1%～99%（RH）
精度
温度
±0.5℃
湿度
±4%
控制参数设定范围
加热升温
5℃～13℃
鼓风降温
35℃～40℃
湿度控制
77%～85%
回滞量
0～40
输出触点容量
AC250V/5A
通讯接口
RS485，MODBUS(RTU)协议
绝缘电阻
≥100MΩ
工频耐压
电源与外壳可触及金属件/电源与其它端子组AC2kV/1min（RMS）
平均无故障工作时间
≥50000小时
工作环境
(控制器）
温度
-10℃～+55℃
湿度
≤95%RH，不结露，无腐蚀性气体
海拔
≤2000m2 系统开发及应用环境
本系统的温、湿度测量是针对工业控制，而非科学研究，测量值并不需要历史数据的分析，仅对当前值进行必要的操作，故只需对报警信息进行历史记录以供用户查询、分析即可。由此，本系统以Visual Basic 6.0为前台开发工具，并利用其数据环境功能，结合Microsoft Access 2003作为后该数据库，实现友好直观的人机操作界面。
对运行环境的要求如下：
处理器： pentiumII350以上之PC机种；光驱：4倍速以上光驱（如采用光盘安装，否则可不配置该项）；显卡：Diretx8.0以上兼容显卡；内存：128MB以上内存，建议使用256MB以上内存；硬盘：10GB以上硬盘空间；操作系统：适用于Windows XP/2000操作系统（均测试正常）。3 系统整体设计
本系统采用模块化设计方案，分为用户管理模块，可完成权限设置、密码修改、新用户添加、冗余用户删除等功能；待测单位管理模块，可完成待测温、湿度的开关柜等信息的增、删、改、查询显示功能；仪表信息管理模块，可完成仪表信息的增、删、改、查询功能，该模块内操作的结果也将直接反映在监控功能模块的用户界面上；通讯配置模块，该模块可以根据仪表应用现场和上位机的实际情况完成通讯串口和通讯波特率的设置，并将设置结果存储于后台数据库内，以后在使用时如无必要则不需要再行配置；监测控制功能模块，该模块也是本系统的核心模块，当其他模块内信息配置完毕后，该模块的界面即用户最终的人机交互界面，可完成仪表参数采集、异常报警并记录，报警参数设置和排风、加热的强制控制功能，该模块的结构框图如图1。
4 数据库的设计应用
由前所述，该系统运行过程中的采集量中只有故障记录需要存储，其他信息的添加和修改的设计类同MIS（Manage Information System , 管理信息系统）软件，所以用一个小型数据库足够容纳这些内容，故选用Microsoft Access 2003，它所支持的数据类型丰富，维护简便，费用较低，人员综合素质要求不高，并且容易升级。
本系统中，数据库的连接和操作都是通过建立和操作数据环境来完成的（数据环境的建立请读者参看相关书籍），考虑到系统安装时数据库所在路径与系统设计时的所在路径可能会不同，且在VB中数据环境设计器的连接中使用的数据库位置是固定的，所以应根据实际情况，实现动态的连接，保证系统正常运行。本系统采用在数据环境初始化DataEnvironment_ Initialize()事件中，添加初始化连接Conn的连接字段如下：
Dim ConnStr As String
ConnStr=”Provider=Microsoft.Jet.OLEDB.4.0;Password = ; Data Source = ” & App . path & ” \ACR2000S.mdb;Persist Security Info = True”
Conn.ConnectionString=ConnStr
建立一个好的数据表间关系不仅可以节省大量的程序代码，有时还可以防止误操作造成的关系表中内容不统一。本系统监测控制模块用到的数据表中关系表——用以设置仪表信息的仪表参数表（YBCSB）和用以存储采集结果的数据采集表（DATACJB）展开如图2所示。
5 CRC校验算法的实现
WHD温湿度控制器的通讯协议采用的是Modbus-RTU，本系统内具有与该类型仪表的通讯能力，所以应具备Modbus协议的一些算法。关于Modbus通讯规约的CRC校验程序有很多现成的例子，这里只简单介绍一下本系统的设计中采用VB所设计的CRC校验算法。
CRC校验是先调入一个全“1”的16位寄存器，然后连续把数据帧中每个字节的8位与该寄存器的当前值进行运算，仅每个字节中8个位参与生成CRC，起始位停止位及奇偶校验位均无效。在生成CRC时，每个字节的8位与寄存器中的内容进行异或，结果向低位移动一位，高位以0填充，移出的最地位（LSB）提出并检测，如果是“1”该寄存器就与一个预设的值&HA001进行一次异或运算，如果LSB是“0”，不作任何处理，整个过程重复8次，在最后一位（第8位）完成后，下一个8位字节又单独与寄存器中的值进行异或运算，并依次类推，当数据帧中的所有字节都做了处理，寄存器中的值，就是CRC值。
根据以上说明，算法实现如下：
Public Sub CrcVerify(CrcArray(), ArrayCount)
预置16位全“1”寄存器
CrcH = &HFF：CrcL = &HFF
定义当前运算到第几个字节
Dim iCount As Integer
定义当前某个字节的第几位在参与运算
Dim iBit As Integer
低字节移出位为1时，该标志为True
Dim FlagL As Boolean
高字节移到低位为1时，该标志为True
Dim FlagH As Boolean
所有字节依次参与运算
For iCount = 0 To ArrayCount
寄存器低字节与每个字节的8个位异或运算
CrcL = CrcL Xor CrcArray(iCount)
CrcH = CrcH Xor &H0
For iBit = 0 To 7
If CrcH Mod 2 = 1 Then
FlagH = True
Else
FlagH = False
End If
If CrcL Mod 2 = 1 Then
FlagL = True
Else
FlagL = False
End If
CrcH = CrcH \ 2
CrcL = CrcL \ 2
If FlagH Then
CrcL = CrcL + &H80
End If
If FlagL Then
‘移出为1 的处理
CrcL = CrcL Xor &H1
CrcH = CrcH Xor &HA0
End If
Next iBit
Next iCount
End Sub
6 应用解决方案
该系统在实际中必须配合WHD温湿度控制器共同使用（也可根据其他厂家的产品进行扩展），其中下位机即WHD温湿度控制器位于待测单位用于实地测量，远程控制室内的该上位机系统通过RS232-485转换器和通讯线路，实时对现场下位机的测量数据进行进行采集处理，并显示给用户，用户根据显示值判断并进行相应的升降温、排湿等处理操作，这些操作也是通过远程遥控下位机内继电器的合分状态完成的，还可预先设置参数，当下位机采集的数据超过预先设定值时自动控制其内部继电器的合分状态，完成相应的控制操作。
该系统对下位机的单点操作周期≤0.5秒，传输最远距离≥1500米，如果采用光纤传输可达数千米，系统功能还可根据用户要求进行适当的扩展，综上该系统足以符合大多数用户需求。
该系统的通用方案示意图如图3所示。
7 结束语
温湿度测控管理系统实现了WHD智能型系列温湿度控制器的工业组态，由于其可扩展的模块化设计，还可与其他厂商提供的带通讯仪表进行组态。通过对中高压开关柜、端子箱、环网柜及箱式变电站等环境的测量与控制，改善设备的工作环境。
参考文献
[1]田侃，何清，鲁铁成.高压电气设备绝缘信息管理与评估系统设计.重庆：电工技术，2006(3)：24~26
[2]郭巍，赵英，曲延涛.组态软件关键技术研究.电测与仪表，2006(3)
|
网友评论：（只显示最新10条。评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
