微热再生吸附式干燥机监控系统

2022-09-12

微热再生吸附式干燥机是一种利用多孔性固体物质 (如:活性氧化铝、13X分子筛) 表面的分子力来吸取气体中的水分, 同时在另一塔里利用压力变化解吸氧化铝所吸收的水分, 从而获得较低露点温度、干燥、洁净气体的净化设备, 广泛应用于工业生产中。

本微热再生吸附式干燥机监控系统, 实现了对多台干燥机的启停控制、设置工作参数、监测运行状态数据、异常情况告警、工作参数查询、告警查询等功能。实现了对干燥机的实时在线监控。

1 系统体系结构

1.1 系统组成

整个系统结构为:用于监控的计算机 (上位机) 通过485总线和最多30台微热再生吸附式干燥机 (下位机) 相连接, 如图1所示。

1.2 系统功能模块

上位机运行吸干机监控系统程序, 该系统程序由4大模块组成。

(1) 串口通信模块。该模块的主要功能是实现计算机与吸干机之间的串口通信, 同时对接收到的数据进行处理, 将下位机传来的参数信息存入预定义的数据结构中。 (2) 主界面模块。该模块的主要功能是实现吸干机的启停控制, 实现吸干机的工作状态显示, 实现吸干机实际工作参数显示, 吸干机工作参数设定。 (3) 故障查询模块:该模块的主要功能是对选定的某一台吸干机进行故障查询, 并将故障的吸干机的序号, 故障编码, 故障名称显示出来。 (4) 参数查询模块:该模块的主要功能是查询选定的某一台吸干机的参数, 并将它们显示出来。 (5) 工作状态动态显示模块:该模块根据吸干机的工作状态参数, 利用不同的颜色动态显示各阀门的开启状态, 罐体工作和再生状态。

2 监控系统开发

2.1 通信技术

本系统的通信模块的通信方法为串口通信, 采用SPCOMM控件进行串口编程。该控件具有丰富的与串口通信密切相关的属性及事件, 提供了对串口的各种操作, 而且支持多线程。

该控件的重要属性有, CommName:串口的名字;BaudRate:波特率;ParityCheck:是否奇偶校验;ByteSize:串口传送字节长度;Parity:奇偶校验方式;StopBits:停止位;

该控件的重要方法有, Startcomm方法用于打开串口, 当打开失败时通常会报错;StopComm方法用于关闭串口, 没有返回值;WriteCommData (pDataToWrite:PChar;dwSizeofDataToWrite:Word) 方法是个带有布尔型返回值的函数, 用于将一个字符串发送到写进程, 发送成功返回true, 发送失败返回false。执行此函数将立即得到返回值, 发送操作随后执行。该函数有两个参数, 其中pDataToWrite是要发送的字符串, dwSizeofDataToWrite是发送字符串的长度。

该控件的重要事件有, OnReceiveData, 当有数据输入缓存时将触发该事件, 在这里对从串口收到的数据进行处理。其对应的procedure Comm1ReceiveData (Sender:TObject;Buffer:Pointer;BufferLength:Word) 中, Buffer指向收到的数据, Buffer Length是收到的数据长度。

2.2 通信协议制定

根据系统的功能, 制定了上下位机的通信数据格式。分为上位机下发命令和下位机上传数据两大类。

上位机下发命令格式为: (EOT) (IDH) (IDL) (DTLH) (DTLL) (C1) (BCCH) (BCCL) 。每个括号内为一个ASCII码字符, 具体含义如下: (EOT) :传输结束, 新一轮通讯开始; (IDH) :从机号 (1~30) 高位, (IDL) :从机号 (1~30) 低位; (DTLH) :数据字节数高位, (DTLL) :数据字节数低位; (C1) :命令数据类型 (31-查询全部设定参数;32-查询现场状态参数与故障代码;33-设定参数;34-控制器启动;3 5-控制器停止。) ; (BCCH) :累加和校验码高位, (BCCL) :累加和校验码低位。

下位机上传数据格式为: (STX) (IDH) (IDL) (DTLH) (DTLL) (C1) (D1) (D2) … (Dn) (F1) (F1) (F2) (F3) (F4) (BCCH) (BCCL) 。具体含义如下: (STX) :文本开始; (IDH) , (IDL) , (DTLH) , (DTLL) , (C1) , (BCCH) , (BCCL) 含义同上所述。 (D1) (D2) … (Dn) 为数据的内容, 根据上传数据内容, 有不同长度的数据和取值。 (F1) , (F2) , (F3) , (F4) 为四种告警参数, 分别为加热器超温, 再生气 (出气) 超限, 进气超限, 加热器超限。

2.3 防止通信冲突

用一台上位机通过RS232/485转换器, 连接多台下位机时, 由于485总线是半双工通信总线, 容易发生通信冲突问题。如:下位机正在向上位机发送信息, 上位机同时也向下位机发送命令, 就出现通信冲突, 使系统功能失败。在上位机监控程序开发时, 必须采用应答确认, 在发下一条查询的原则, 避免通信冲突。