基于中间通讯控制器的热网管理监控系统实现

该文针对热电厂热网管理的需要，介绍一种利用中间通讯控制器的监控系统。系统具有通信速度快、投资少、功能强和监控站点多等优点。

1引言

随着热网管理水平要求的不断提高，各家热电厂都需要设置一套投资少、功能强的计算机热网监控系统，热用户（尤其是用汽量较大的热用户）也有对汽量核算可信度的要求。本系统无疑对提高自动化管理水平和服务水平、保证用户蒸汽质量、减少管损和防窃热等方面起到积极的作用。

用户终端的流量、温度、压力和电源供电情况是热电厂主要的监控参数，一个热网往往拥有几十个热用户，在计算机监控系统中就要设置几十个用户终端并传输几百个参量。目前，PC机由于它优越的性能价格比和丰富的软件资源，已成为控制系统管理的主流机型。而MCS－51系列单片机在工业控制系统中也得到广泛的应用，它以价格低、功能强、体积小、抗干扰能力强等特点已渗透到各个应用领域，在控制数量较大，控制站点较多的系统中，尤其适合作为前沿的控制器。根据这两类计算机各自的特点，PC机作为上位管理机（以下简称主机），MCS－51系列单片机作为前沿智能控制器（以下简称从机），可构成分布式的监控系统。但是系统中如果设置有几十台从机，那么主机在从机允许等待的时间内，要处理大量的信息会带来一定的难度。根据多CPU并行工作能提高工作速率的设想，我们在主机和从机之间增加了一个信息转运站，即中间通讯控制器。

监控系统由各从机构成相对独立的监控子系统，由主机从宏观上对各控制子系统进行协调管理，依据各从机发来的信息加以处理、分析、CRT显示和各种报表的生成，并可将处理后的基本数据分别传送给各从机，供显示或调用生成热用户自己的各种报表，使主、从机的数据保持一致，便于核对，结算过程更为合理。

2技术描述

2．1总体方案

监控系统由从机、中间通讯控制器和主机3大部分组成。从机用以测量热用户的流量、温度和压给主机。另外，从机接收主机发来的各累积流量等基本数据，用于显示和外围设备的调用。中间通讯控制器主要保证主机和从机之间信息的有序传送和畅通。主机接收从机发来的基本数据进行处理、存储和返送给从机，除主机以外的其它微机可通过电缆或光纤与主机相连，构成网络工作方式。

2．2中间通讯控制器的硬件电路

中间通讯控制器以8031芯片为核心，组织和协调主机和各从机间的通讯。8031芯片的串行口（TxD、RxD）和各从机并接（接口电路略），而与主机的接口通过8251A芯片来实现。

中间通讯控制器和主机距离较近，可直接采用RS－232通讯口传送数据，但由于8251A的输入和输出是TTL电平，与RS－232标准电平相接时，可利用1488和1489芯片进行电平转换。当多台从机几乎同时申请与主机通讯时，中间通讯控制器根据先后次序，首先满足最先申请的从机，后申请的可将申请从机的地址和将发送的信息暂时存储在芯片6264中，待主机空闲时，再依据先后次序将存储芯片中存储的信息调出并传送给主机，起缓冲和中转作用。8031的时钟为7．3728 MHz，由8031芯片的读／写端、ALE端信号经逻辑组合后产生的1．2288 MHz频率信号作为8251A芯片的CLK时钟信号，该信号再经过CD4024芯片的64分频，得到19．2 kHz频率信号作为8251A接收器和发送器的时钟，该时钟为设定传输波特率1．2 kHz的16倍。

2．3中间通讯控制器的软件设计

2．3．1主机向从机发送数据

中间通讯控制器接收到主机呼叫申请后，根据主机要求呼叫从机的地址码选通对应的从机，当被呼叫的从机应答后，接收主机发来的数据并向该从机发送。为保证数据传送的正确性，采用计算数据和（代码和）来判断数据传送的正确与否。

2．3．2从机向主机发送数据

控制系统中，有两台以上从机同时发出呼叫申请时，中间通讯控制器可提供数据暂存，一旦通讯空闲时，依据先进先出的原则组织通讯。

当从机有呼叫申请时，首先要判断呼叫存储次数，当呼叫存储次数≥1时，说明存储器中存储有从机向主机的待发数据，依据后申请后发送的原则，正在呼叫申请的从机应将传送数据暂存；当存储次数为零时，说明存储器中无待发数据，中间通讯控制器可接收该从机的数据，直接发送给主机。

当从机无呼叫申请时，应将存储器中的待发数据及时向主机发送。每存储一个从机的待发数据呼叫存储次数加1；取出一个从机的待发数据呼叫存储次数减1。

3结束语

利用PC机作为上位管理网络，MCS－51单片机作为前沿与预处理终端，中间通讯控制器作为数据缓冲的控制系统适用于前沿智能控制器（从机）数量较多的控制场合，是一种实时性强、投资少、功能较强、组态灵活、可靠性较强、经营过程更为合理的监控系统，已得到较好的应用，并可推广到其它控制领域中。