一種用于高頻高壓靜電除塵電源的通信模塊及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)據(jù)采集和通訊系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種用于高頻高壓靜電除塵 電源的通信模塊及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高頻高壓靜電除塵電源是火力發(fā)電廠、水泥廠和鋼鐵廠等高粉塵污染企業(yè)靜電除 塵設(shè)備的核屯、裝置，其輸出電壓平均值高達(dá)幾十千伏，工作頻率在幾十千赫茲W上，并且具 有高速的閃絡(luò)控制能力，運(yùn)就需要電源控制系統(tǒng)需要保證高速的運(yùn)行速度來(lái)處理相應(yīng)的數(shù) 據(jù)和控制閃絡(luò)的能力，因此在傳輸數(shù)據(jù)的能力就難W達(dá)到很高的要求，只能使用結(jié)構(gòu)相對(duì) 簡(jiǎn)單，易于成帖，且具有一定準(zhǔn)確率的自由協(xié)議來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，而上位機(jī)監(jiān)控設(shè)備需要實(shí)時(shí)監(jiān) 控高頻電源的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生異常時(shí)，需要立刻做出反應(yīng)，W防止設(shè)備損壞和人員傷亡， 普通的自由協(xié)議使用串行鏈路通信，其傳輸速度最高只能達(dá)到38. 4KB/S，無(wú)法滿(mǎn)足多個(gè)電 源設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的W上問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高頻高壓靜電除塵電 源的通信模塊，包括上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)、電源通信系統(tǒng)、電源控制系統(tǒng)W及網(wǎng)絡(luò)，所述電源 通信系統(tǒng)通過(guò)W太網(wǎng)使用Mo地USTCP與上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述電源通信系統(tǒng)通過(guò) RS485或RS232使用Mo地USRTU與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)連接，所述電源通信系統(tǒng)通過(guò)RS485或 RS232使用自由協(xié)議與電源控制系統(tǒng)連接；所述電源通信系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置有嵌入式操作系統(tǒng) 和定時(shí)器，所述上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有定時(shí)器。
[0004] 進(jìn)一步的，所述自由協(xié)議包括標(biāo)志字符、起始字符、命令字符、數(shù)據(jù)字符、結(jié)束字 符W及校驗(yàn)和，每個(gè)字符采用十六進(jìn)制，其中標(biāo)志字符（OxlO)為DLE，起始字符（0x02)為 STX，結(jié)束字符（0x03)為ETX。 陽(yáng)0化]一種用于高頻高壓靜電除塵電源的通信模塊的實(shí)現(xiàn)方法，具體步驟如下：
[0006] 步驟1 :從上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)中的上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部 的定時(shí)器判斷是否超時(shí)，如果超時(shí)則產(chǎn)生報(bào)錯(cuò)將信息反饋至上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)，如果不超 時(shí)則進(jìn)入步驟2 ;
[0007] 步驟2-1 :數(shù)據(jù)傳輸至電源通信系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)中的命令和地址內(nèi)容取出，然后將命 令和地址分裝成自有協(xié)議，之后數(shù)據(jù)通過(guò)串口鏈路發(fā)送給電源通信系統(tǒng)；
[0008] 步驟2-2 :數(shù)據(jù)傳輸至電源通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)根據(jù)Mo地USTCP帖格式預(yù)留部分內(nèi)容， 之后形成標(biāo)準(zhǔn)Mo地USTCP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，最后使用W太網(wǎng)接口發(fā)送協(xié)議給上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)；
[0009] 步驟3 :電源通信系統(tǒng)內(nèi)使用定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，并進(jìn)行判斷是否超時(shí)，如果超時(shí)則 得出電源信息系統(tǒng)與電源控制系統(tǒng)之間線路出錯(cuò)的結(jié)論并將結(jié)論傳送至上位機(jī)總監(jiān)控系 統(tǒng)，如果不超時(shí)則進(jìn)入步驟4 ;
[0010] 步驟4 :電源控制系統(tǒng)定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)接收數(shù)據(jù)，并通過(guò)定時(shí)器判斷是否超時(shí)，如 果不超時(shí)則返回至電源控制系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，如果超時(shí)則進(jìn)入步驟5 ;
[0011] 步驟5 :-帖數(shù)據(jù)傳輸完成后電源控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)STX和ETX進(jìn)行校 驗(yàn)并校驗(yàn)檢驗(yàn)和，然后根據(jù)協(xié)議內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，形成自有協(xié)議發(fā)送給電源通信系統(tǒng)；
[0012] 步驟6:電源通信系統(tǒng)內(nèi)部定時(shí)器開(kāi)始定時(shí)接收數(shù)據(jù)并通過(guò)定時(shí)器判斷是否超 時(shí)，如果不超時(shí)則繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收，如果超時(shí)則進(jìn)入步驟7 ;
[0013] 步驟7 :-帖數(shù)據(jù)傳輸完成后電源通信系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)STX和ETX進(jìn)行校 驗(yàn)并校驗(yàn)檢驗(yàn)和，然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)內(nèi)容使用操作系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分配；
[0014] 步驟8-1 :優(yōu)先分配后的數(shù)據(jù)內(nèi)容形成標(biāo)準(zhǔn)Mo地USTCP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并使用W太網(wǎng) 接口發(fā)送協(xié)議給上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)；
[0015] 步驟8-2 :優(yōu)先分配后的數(shù)據(jù)內(nèi)容形成Mo地USRTU標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并使用串行鏈路接 口發(fā)送給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0016] 其中所述步驟5的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：
[0017] 第一步：提取從串口接收到的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷標(biāo)志字節(jié)DLE后是否 是起始字節(jié)STX，W及判斷數(shù)據(jù)帖結(jié)尾是否是結(jié)尾字節(jié)ETX;
[0018] 第二步：檢驗(yàn)無(wú)誤判定只有一個(gè)數(shù)據(jù)帖后，判斷校驗(yàn)和是否為地址、命令、data的 字節(jié)和取補(bǔ)；
[0019] 第=步：將為了防止干擾帖分界的轉(zhuǎn)義字節(jié)DLE刪除；
[0020] 第四步：將數(shù)據(jù)帖內(nèi)容中的命令、寄存器地址W及寄存器起始地址內(nèi)容取出，并根 據(jù)命令、寄存器地址W及寄存器起始地址進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；
[0021] 第五步：將采集到的數(shù)據(jù)重新按照上述自有協(xié)議的格式重新封裝，通過(guò)串口鏈路 RS232或RS485發(fā)送給電源通信模塊。
[0022] 其中所述步驟7的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：
[002引第1步：提取從串日接收到的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，判斷標(biāo)志字節(jié)DLE后是否 是起始字節(jié)STX，W及判斷數(shù)據(jù)帖結(jié)尾是否是結(jié)束字節(jié)ETX;
[0024] 第2步：檢驗(yàn)無(wú)誤判定只有一個(gè)數(shù)據(jù)帖后，判斷檢驗(yàn)和是否為地址、命令、data的 字節(jié)和取補(bǔ)；
[0025] 第3步：將為了防止干擾帖分界的轉(zhuǎn)義字節(jié)DLE刪除；
[0026] 其中所述步驟8-1中將數(shù)據(jù)內(nèi)容形成Mo地USTCP的具體方法為：將命令字節(jié)轉(zhuǎn)換 成Mo地US所要求命令字節(jié)內(nèi)容，并把寄存器地址，寄存器起始地址填充為滿(mǎn)足Mo地US標(biāo)準(zhǔn) 協(xié)議的兩個(gè)字節(jié)，其中高字節(jié)填充0x00;最后去除自有協(xié)議校驗(yàn)和，將協(xié)議轉(zhuǎn)換部分所保 留的五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)填充到帖頭形成標(biāo)準(zhǔn)的Mo地USTCP協(xié)議格式。
[0027] 其中所述步驟8-2中將數(shù)據(jù)內(nèi)容形成Mo地USRTU的具體方法為：將命令字節(jié)轉(zhuǎn)換 成Mo地US所要求命令字節(jié)內(nèi)容，并把寄存器地址，寄存器起始地址填充為滿(mǎn)足Mo地US標(biāo)準(zhǔn) 協(xié)議的兩個(gè)字節(jié)，其中高字節(jié)填充0x00;最后去除自有協(xié)議校驗(yàn)和，末端填充兩個(gè)字節(jié)的 Mo地US標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議CRC16檢驗(yàn)碼形成標(biāo)準(zhǔn)的Mo地USRTU協(xié)議格式。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0029] 1、利用嵌入式軟硬件平臺(tái)，將高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的自由協(xié)議轉(zhuǎn)換成 與上位機(jī)通用監(jiān)控軟件相兼容的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能；
[0030] 2、使用一種高速、誤碼率低、成帖簡(jiǎn)單的自由協(xié)議，降低高頻高壓靜電除塵電源控 制系統(tǒng)的成帖難度，并提高數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢驗(yàn)?zāi)芰Γ?br>[0031] 3、采用多任務(wù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)重要程度優(yōu)先傳輸指定數(shù)據(jù)；
[0032] 4、使用定時(shí)器超時(shí)方法，檢驗(yàn)線路是否通楊，易于判斷通信線路出錯(cuò)地點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
[0036] 如圖1所示，包括上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)，電源控制系統(tǒng)、電源通信系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系 統(tǒng)W及網(wǎng)絡(luò)；電源通信系統(tǒng)通過(guò)RS232或RS485使用自由協(xié)議與電源控制系統(tǒng)相連，電源通 信系統(tǒng)通過(guò)RS232或RS485使用Mo地USRTU現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備相連，電源通信系統(tǒng)通過(guò)W太網(wǎng) 使用Mo地USTCP與上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)相連。其中自由協(xié)議包括標(biāo)志字符、起始字符、命令 字符、數(shù)據(jù)字符、結(jié)束字符W及校驗(yàn)和，每個(gè)字符采用十六進(jìn)制。標(biāo)志字符（OxlO)用DLE表 示，起始字符（0x02)用STX表示，結(jié)束字符（0x03)用ETX表示。
[0037] 電源通信系統(tǒng)設(shè)置有iiC/OSIII嵌入式操作系統(tǒng)，所述嵌入式操作系統(tǒng)用于管理 接收到的數(shù)據(jù)，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的分配，優(yōu)先傳遞電壓、電流W及閃絡(luò)頻率給上 位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0038] 上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)及電源通信系統(tǒng)中都含有定時(shí)器，并通過(guò)定時(shí)器定時(shí)檢測(cè)線路 狀況，采用定時(shí)器定時(shí)等待響應(yīng)，若未能在定時(shí)時(shí)間內(nèi)返回?cái)?shù)據(jù)，則根據(jù)定時(shí)器位置迅速找 到線路出錯(cuò)所在。
[0039] 上位機(jī)總監(jiān)控系統(tǒng)使用IFIX組態(tài)軟件循環(huán)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議查詢(xún)高頻高壓靜電除塵 電源數(shù)據(jù)，同時(shí)設(shè)定定時(shí)器等待響應(yīng)，當(dāng)超出定時(shí)器定時(shí)時(shí)間未能響應(yīng)數(shù)據(jù)，則顯示上位機(jī) 總監(jiān)控系統(tǒng)與電源通信系統(tǒng)之間的傳輸線路出現(xiàn)故障。
[0040] 電源通信系統(tǒng)采用STM32F103作為核屯、，使用W太網(wǎng)接口接收到上位機(jī)總監(jiān)控系 統(tǒng)的Mo地USTCP后，協(xié)議轉(zhuǎn)換部分將前端五個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)保存不動(dòng)，將后續(xù)命令字節(jié)，地址字 節(jié)取出，重新編寫(xiě)成電源控制系統(tǒng)所需要的自由協(xié)議格式，其中自由協(xié)議具體格式如下： [0041 ]
陽(yáng)042]采用特殊字節(jié)作為開(kāi)始和結(jié)束作為起始和結(jié)束的分界符。若接收方丟失了同步， 捜索標(biāo)志字節(jié)就能找到當(dāng)前帖的結(jié)束位置。當(dāng)標(biāo)志字節(jié)的位模式出現(xiàn)在數(shù)據(jù)中時(shí)，干擾帖 的分界時(shí)。發(fā)送方在數(shù)據(jù)鏈路層遇到運(yùn)個(gè)標(biāo)志字節(jié)前，插入一個(gè)相同的轉(zhuǎn)義字節(jié)值L巧基 本格式。
[0043] 地址，命令，data:如果等于DLE，需再填充一個(gè)DLE;
[0044] 校驗(yàn)和：為地址、命令、data的字節(jié)和取補(bǔ)。
[0045] 電源通信模塊將標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議轉(zhuǎn)換成自由協(xié)議后，通過(guò)串口鏈路發(fā)出，并使能定時(shí)器1 開(kāi)始定時(shí)，當(dāng)定時(shí)器1判斷時(shí)間超過(guò)預(yù)定的時(shí)間比如超過(guò)IOms時(shí)，電源控制系統(tǒng)未能即時(shí) 響應(yīng)相應(yīng)數(shù)據(jù)，則通過(guò)W太網(wǎng)使用Mo地USTCP向上位機(jī)報(bào)錯(cuò)，上位機(jī)界面內(nèi)容顯示電源通 信模塊與電源控制系統(tǒng)通信線路出錯(cuò)。
[0046] 電源控制系統(tǒng)通過(guò)串口接收到數(shù)據(jù)，為防止數(shù)據(jù)帖重疊、遺漏和多個(gè)數(shù)據(jù)同時(shí)到 達(dá)電源控制系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)帖校驗(yàn)，其中數(shù)據(jù)帖校驗(yàn)的具體步驟如下：
[0047] 步驟1 :使定時(shí)器2,判斷并在接收數(shù)據(jù)時(shí)不斷清零，當(dāng)定時(shí)器的時(shí)間如果超過(guò)預(yù) 定時(shí)間比如超過(guò)Ims時(shí)，則判斷一帖數(shù)據(jù)傳輸完畢。 W48] 步驟