【正文】 水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動(dòng)（對(duì)電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長了水泵壽命。但是它的缺點(diǎn)也是顯而易見的，單片機(jī)抗干擾能力差，系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，程序修改麻煩，所以現(xiàn)在使用單片機(jī)做控制器的恒壓變頻給水系統(tǒng)普及性很低。對(duì)于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水 方案。該系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以“先開先關(guān)”的順序關(guān)泵，工作泵與備用泵不固定死。 4 （ 3）壓力變送器、 AI808 人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器與變頻器形成控制回路。同時(shí) AI808 調(diào)節(jié)器具有完善的通訊功能，可以與上位機(jī)進(jìn)行通訊，因此可在上位機(jī)中通過軟件對(duì)智能儀表的參數(shù)進(jìn)行修改，還可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。水泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率由變頻器輸出，頻率的高低由AI808 調(diào)節(jié)器 控制。將電壓信號(hào)傳入AI808 調(diào)節(jié)器 ， AI808 調(diào)節(jié)器 根據(jù)輸入信號(hào)換算出水壓高低，在儀表上顯示出來；同時(shí) AI808 調(diào)節(jié)器 也根據(jù)輸入值與當(dāng)前系統(tǒng)給定值的關(guān)系，按照系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)運(yùn)算出相應(yīng)的輸出信號(hào)。 P C 上 位 機(jī)A I 8 0 8調(diào) 節(jié) 器變 頻 器 供 水 泵管 網(wǎng)壓 力 變送 器 圖 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖 本課題設(shè)計(jì)要求在短時(shí)間內(nèi)完成，并且由于條件與資金有限，不能大量的采購新設(shè)備來完 成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 AI808 調(diào)節(jié)器不需要進(jìn)行編程，而且使用 Visual Basic 軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控程序技術(shù)成熟，降低了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù) 要求， 相應(yīng)的也減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的周期。 變頻器介紹 變頻器是把工頻電源 (50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。變頻器廣泛用于交流電機(jī)的調(diào)速中。一般分為整流電路、平波電路、控制電路、逆變電路等幾大部分。 AI808 型調(diào)節(jié)器的主要技術(shù)特征； 級(jí)精度，帶手 /自動(dòng)控制功能，模糊控制算法，多分度輸入，多種控制輸出（在此選擇 420mA 輸出）和多種報(bào)警輸出。 AI808 智能調(diào)節(jié)器具有先進(jìn)的控制算法 ,并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果最優(yōu)化。 調(diào)節(jié)器配線及控制面板使用說明 圖 AI808人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器配線圖 圖 AI808人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)器控制面板 9 面板說明： （ 1） 調(diào)節(jié)輸出指示燈 （ 2） 報(bào)警 1 指示燈 （ 3） 報(bào)警 2 指示燈 （ 4） AUX 輔助接口工作指 示燈 （ 5） 顯示轉(zhuǎn)換（兼參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)入） （ 6） 數(shù)據(jù)移位（兼手動(dòng) /自動(dòng)切換及程序設(shè)置進(jìn)入） （ 7） 數(shù)據(jù)減少鍵（兼程序運(yùn)行 /暫停操作） （ 8） 數(shù)據(jù)增加鍵（兼程序停止操作） （ 9）給定值顯示窗 （ 10）測量值顯示窗 AI808 接線圖及參數(shù)設(shè)置 壓 力 變送 器A I 8 0 82 5 0 Ω2 4 V+ 　 －( 1 ) 1 ~ 5 v 輸 入( 2 )變 頻 器( 2 0 )( 1 9 )電 流 輸 出( 1 7 ) B ( 1 8 ) AR S 2 3 2 通訊 端 口 圖 AI808接線圖 為了滿足系統(tǒng)要求，需要對(duì) AI808 的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采用的是 DBYG 型 硅 擴(kuò)散硅壓力變送器。 DBYG 型 硅 擴(kuò)散硅壓力變送 器技術(shù)參數(shù)如下： 輸出電流： 4～ 20mA DC 二線制傳輸 供電電壓： DC 24177。 ％ FS（ 25℃177。 AI808 調(diào)節(jié)器的通信協(xié)議 AIBUS是廈門宇電自動(dòng)化科技有限公司為 AI系列顯示控制儀表開發(fā)的通訊協(xié)議，能用簡單的指令實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能，并提供比其它常用協(xié)議（如 MODBUS）更快的速率（相同波特率下快 310 倍），適合組建較大規(guī)模系統(tǒng)?；c PC 的上位機(jī)軟件廣泛采用 WINDOWS 作為操作環(huán)境，不僅操作直觀方便，而且功能強(qiáng)大。數(shù)據(jù)格式為 1 個(gè)起始位， 8 位數(shù)據(jù)，無校驗(yàn)位， 1 個(gè)或 2個(gè)停止位。為使用普通個(gè)人計(jì)算機(jī) PC 能作上位機(jī)，可使用 RS232/RS485 或 USB/RS485 型通訊接口轉(zhuǎn)換器，將計(jì)算機(jī)上的 RS232通訊口或 USB口轉(zhuǎn)為 RS485通訊口。 16 位校驗(yàn)碼的正確性是簡單奇偶校驗(yàn)的 30000 倍，基本能保證數(shù)據(jù)可靠性。 AI 儀表軟件通訊指令經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)的通訊指令只有兩條，一條為讀指令，一條為寫指令，兩條指令使得上位機(jī)軟件編寫容易，不過卻能 100%完整地對(duì)儀表進(jìn)行操作；標(biāo)準(zhǔn)讀和寫指令分別如下： 讀： 地址代號(hào) +52H（ 82） +要讀的參數(shù)代號(hào) +0+0+校驗(yàn)碼 寫： 地址代號(hào) +43H（ 67） +要寫的參數(shù)代號(hào) +寫入數(shù)低字節(jié) +寫入數(shù)高字節(jié) +校驗(yàn)碼 地址代號(hào)：為了在一個(gè)通訊接口上連接多臺(tái) AI 儀表，需要給每臺(tái) AI 儀表編一個(gè)互不相同的通訊地址。13 例如：儀表參數(shù) Addr=10（ 16 進(jìn)制數(shù)為 0AH， 0A+80H=8AH），則該儀表的地址代號(hào)為：8AH 8AH。校驗(yàn)碼為以上公式做二進(jìn)制 16 位整數(shù)加法后得到的余數(shù)，余數(shù)為 2 個(gè)字節(jié)，其低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。計(jì)算校驗(yàn)碼時(shí)，每 2個(gè) 8 位字節(jié)組成 1個(gè) 16 位二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行加法運(yùn)算，溢出數(shù)忽略，余數(shù)作為校驗(yàn)碼。在許多情況下，在事件發(fā)生時(shí)需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有字符，或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 線上一個(gè)字符到達(dá)或一個(gè)變化發(fā)生時(shí)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序響應(yīng)及時(shí)，可 靠性高。在程序的每個(gè)關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯(cuò)誤。當(dāng)接收緩沖區(qū)中字符數(shù)達(dá)到 該值時(shí)， MSComm 控件設(shè)置 Commevent 屬性為 ComEvReceive，并產(chǎn)生 OnComm事件。這樣接收緩沖區(qū)中接收到一個(gè)字符，就產(chǎn)生一次 OnComm事件。根據(jù) AIBUS 協(xié)議，無論是讀還是寫，儀表都返回以下 10 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)： 測量值 PV+給定值 SV+輸出值 MV 及報(bào)警狀態(tài) +所讀 /寫參數(shù)值 +校驗(yàn)碼 因此，在 OnComm 事件首先要做的就是先將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)中讀出后進(jìn)行拆分，再將接收的十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，最后再進(jìn)行效驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否有誤。在系統(tǒng)17 設(shè)計(jì)中使用下面的程序?qū)⑹M(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將十進(jìn)制數(shù)據(jù)返回主程序中。根據(jù) AIBUS 協(xié)議的原理，每一條 AI808 調(diào)節(jié)器返回的數(shù)據(jù)都包含了 SV、 SP、 MV 三個(gè)數(shù)據(jù)，即監(jiān)控軟件無論讀取什么數(shù)據(jù)都能得到這三個(gè)數(shù)據(jù)，而這三個(gè)數(shù)據(jù)就是上位機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的數(shù)據(jù)，所以監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)時(shí)監(jiān)控中，隨便讀取一個(gè)參數(shù)就行（系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用的是參數(shù)代碼 15H（見表 ））。最后的兩個(gè)字節(jié)表示的是發(fā)送數(shù)據(jù)的效驗(yàn)碼。 cmdout(0) = 128 + addr cmdout(1) = 128 + addr cmdout(2) = amp。 cmdout(4) = amp。 Call zhuanhuan(1, False, 21) cmdout(6) = lcrc cmdout(7) = hcrc = cmdout ?? End Sub Public Sub zhuanhuan(b As Integer, RW As Boolean, codeid As Integer) 39。參數(shù) a 中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)傳入函數(shù) zhuanhuan（），在函數(shù)中將數(shù)值轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)放在 ldate 與 hdate 兩個(gè)變量中，并將效驗(yàn)碼轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)存儲(chǔ)在 lcrc 與 hcrc 兩個(gè)變量中。 cmdoutset(3) = codeid cmdoutset(4) = ldate cmdoutset(5) = hdate cmdoutset(6) = lcrc cmdoutset(7) = hcrc = cmdoutset ?? End Sub 通過以上的程序的設(shè)計(jì)，上位機(jī)的監(jiān)控程序?qū)崿F(xiàn)了監(jiān)控軟件與下位機(jī) AI808 調(diào)節(jié)器的通訊。它源自于 BASIC 編程語言。VB的程序是一種基于窗體的可視化組件安排的聯(lián)合，并且增加代碼來指定組建的屬性和方法。每個(gè)控件都有自己的屬性和 事件 。在文本 框中的文字改變事件中加入相應(yīng)的代碼，程序就能夠在文字輸入的時(shí)候自動(dòng)翻譯或者阻止某些字符的輸入。 程序運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)擊“開始監(jiān)控”按鈕，程序通過串口與 AI808 調(diào)節(jié)器開始通信。實(shí)時(shí)監(jiān)控流程圖如圖 所示。Data 是數(shù)據(jù)庫控件，程序同樣對(duì)其進(jìn)行初始化，設(shè)置數(shù)據(jù)庫名和表名。讀取串口號(hào) = 1 39。 /歷史數(shù)據(jù) .mdb 39。程序運(yùn)行時(shí)，先在 PicShow 控件中繪制 100s 的實(shí)時(shí)曲線， 100s 后，由于曲線已經(jīng)將PicShow 控件畫滿，為了滿足實(shí)時(shí)曲線的時(shí)間平移，需要在 PicHide 控件件上進(jìn)行繪圖，再使用 Call BitBlt(, 0, 0, P1Width, P1Height, , 0, 23 0, amp。繪制完實(shí)時(shí)曲線后就通過 Data 控件完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的保存。讀取參數(shù)的值 SvValueStr = sv MvValueStr = mv * 10 PvValue(NowX) = PvValueStr 39。在 PicShow 中繪圖 (NowX 1, PvValue(NowX 1))(NowX, PvValueStr), RGB(255, 0, 0) 39。使用最簡潔的 API 命令，可以清除圖形變化時(shí)的閃爍現(xiàn)象 39。繪圖取樣數(shù)是否超過 NowX = 0 fIsOver = True 39。單擊需要更改的參數(shù)，彈出輸入對(duì)話框，輸入需要修改的值，單擊“確定”就完成了參數(shù)的修改。同時(shí)，還可以對(duì)歷史曲線選定的范圍進(jìn)行放大。 圖 歷史曲線界面 （ 1）曲線的繪制 程序設(shè)計(jì)時(shí)，歷史曲線部分是按照模塊化設(shè)計(jì)的，整個(gè)程序中無論是初始化，還是時(shí)間平移、放大、縮小的操作，所有的曲線的繪制都是使用一個(gè)程序完成。自定義坐標(biāo) = 1 39。 39。 Historyline(numstart, numend)函數(shù)的作用就是按照數(shù)據(jù)的起始編號(hào)繪制曲線，參數(shù) numstart 表示的是需繪制曲線的起始編號(hào)， numend 表示的是需繪制曲線的結(jié)束編號(hào)。每執(zhí)行一次以下程序，繪制曲線的起始編號(hào)減少現(xiàn)在顯示范圍的 1/12，接受編號(hào)增加現(xiàn)在顯示范圍的 1/12，因此，執(zhí)行程序后曲線的顯示時(shí)間范圍增加以前顯示時(shí)間范圍的 1/6。, numend1amp。判斷結(jié)束編號(hào)是否超出范圍 numend = Else： numend = numend + s End If Call Historyline(numstart, numend) End Sub 開 始計(jì) 算 出 當(dāng) 前 顯示 范 圍 的 1 / 1 2繪 制 曲 線編 號(hào) 是 否 超 出 范 圍 ？N重 新 給 編 號(hào)賦 值結(jié) 束Y 圖 歷史曲線縮小功能流程圖 29 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) Microsoft Access 數(shù)據(jù)庫介紹 Microsoft Access 是由微軟發(fā)布的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。 Access 能夠存取 Access/Jet、 Microsoft SQL Server、 Oracle(甲骨文軟件公司 )，或者任何 ODBC 兼容數(shù)據(jù)庫內(nèi)的資料。 新建數(shù)據(jù)庫命名為“歷史數(shù)據(jù) .mdb” (不能更改 )，建立一個(gè)名為“ history data”的表，在表中建立如下字段（如表 ）： 表 數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計(jì) 字段名稱 數(shù)據(jù)類型 編號(hào)（主鍵） 自動(dòng)編號(hào) PV 數(shù)字 SV 數(shù)值 MV 數(shù)值 DAY 文本 TIME 文本 30 5 調(diào)試 過程 監(jiān)控程序調(diào)試 本課題的大部分調(diào)試時(shí)間都花在了上網(wǎng)機(jī)監(jiān)控程序的調(diào)試。這樣先弄明白了 AIBUS 通訊協(xié)議的內(nèi)容，為以后的通訊控制設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備。由于程序需處理大量的數(shù)據(jù)，為了減少聯(lián)機(jī)調(diào)試出現(xiàn)的問題，我先設(shè)計(jì)了一個(gè)模擬通訊程序，在里面模擬系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，在確認(rèn)數(shù)據(jù)的處 理已經(jīng)沒有問題時(shí)，我才進(jìn)行聯(lián)機(jī)通訊調(diào)試。由于使用最簡潔的 API 命令，可以清除圖形變化時(shí)的閃31 爍現(xiàn)象，所以最后使用 API 函數(shù) BitBlt（）來解決了閃 屏的現(xiàn)象，而達(dá)到圖形平滑移動(dòng)的效果。采取的措施有使用帶屏蔽的數(shù)據(jù)線，給設(shè)備外殼接地等。整個(gè)系統(tǒng)操作簡單，只需要在上位機(jī)操作監(jiān)控軟件就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制；成本低廉，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)使用 VB 軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控程序，大大節(jié)約了系統(tǒng)成本；維護(hù)方便，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，沒有繁瑣的電纜、復(fù)雜的程序，可以很方便的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)；功能全面，監(jiān)控程序能夠繪制實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線并具有報(bào)警功能，還可以查詢歷史數(shù)據(jù)，完全能夠滿足用戶的需要。還有就是用于存放歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫使用的是