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分布式儲(chǔ)油罐參數(shù)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-29 11:39本頁面
  

【正文】 cccc:為 CRC 校驗(yàn)碼。xxxx:為讀取數(shù)據(jù)的起始地址,取值為:0000、0001 或 0002。0001:修改的寄存器地址,代表 WaterV(固定不變)XXXX:具體要修改的 WaterV 值CCCC:為 CRC 校驗(yàn)碼↑測(cè)量儀器返回(若正確接受并已修改成功):01 06 0000 XXXX CCCC(同下發(fā)的命令)d、讀矩陣點(diǎn)數(shù)及點(diǎn)長:↓下發(fā)命令:01 14 xxxx yyyy cccc01:為地址號(hào),根據(jù)實(shí)際測(cè)量儀地址修改。0000:修改的寄存器地址,代表 OilminV(固定不變)XXXX:具體要修改的 OilminV 值CCCC:為 CRC 校驗(yàn)碼↑測(cè)量儀器返回(若正確接收并已修改成功):01 06 0000 XXXX CCCC(同下發(fā)的命令)修改 WaterV 值:↓下發(fā)命令:01 06 0001 XXXX CCCC01:為地址號(hào)。c、修改設(shè)定值命令:修改 OilminV 值↓下發(fā)命令:01 06 0000 XXXX CCCC01:為地址號(hào)。04:為返回?cái)?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。01:為地址號(hào)。界面值 H,界面值 L:界面值的 16 進(jìn)制數(shù)液位 H,液位 L:油位值的 16 進(jìn)制數(shù)CRCL,CRCH :為 CRC 校驗(yàn)碼。03:為功能代碼。上傳溫度數(shù)據(jù)無小數(shù)位,數(shù)據(jù)高 8 位為 0 表示溫度為正溫如溫度上傳 16 進(jìn)制 0032F,對(duì)應(yīng)十進(jìn)制 0050,表示 50℃;上傳溫度數(shù)據(jù)高 8 位為 1 表示溫度為負(fù)溫:如溫度上傳 16 進(jìn)制 ff37F,對(duì)應(yīng)十進(jìn)制 0055,表示55 ℃;讀測(cè)量值(油水液位和界面值):↓下發(fā)命令:01 03 0004 0002 85CA(整條指令固定不變)↑測(cè)量儀器返回:如:01 03 04 界面值 H,界面值 L,液位 H,液位L,CRCL ,CRCH 。溫度 1H 溫度 1L,溫度 2H 溫度 2L,溫度 3H 溫度 3L:為返回的三點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)。03:為功能代碼。讀第一個(gè)溫度點(diǎn) T1 數(shù)據(jù):01 03 0001 0001 D5CA讀第二個(gè)溫度點(diǎn) T2 數(shù)據(jù):01 03 0002 0001 25CA讀第三個(gè)溫度點(diǎn) T3 數(shù)據(jù):01 03 0003 0001 740A讀三個(gè)溫度點(diǎn) TTT3 數(shù)據(jù):01 03 0000 0003 05CB↑測(cè)量儀器返回:如:01 03 06 溫度 1H 溫度 1L,溫度 2H 溫度 2L,溫度 3H 溫度 3L, CRCL,CRCH。NNNN:代表讀幾個(gè)溫度,取值為:1 或者 3。03:為功能代碼,不可變。CRCL,CRCH :為 CRC 校驗(yàn)碼。yy:為返回?cái)?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。01:為地址號(hào)。cccc:為 CRC 校驗(yàn)碼。xxxx:為讀取數(shù)據(jù)的起始地址(范圍:0~最大矩陣點(diǎn)數(shù),由具體產(chǎn)品決定) 。(7)命令舉例:地址為 1(測(cè)量儀默認(rèn)地址為 1)a、讀矩陣點(diǎn)數(shù)據(jù):↓下發(fā)命令:01 04 xxxx yyyy cccc (讀從數(shù)據(jù)起始地址為 xxxxH 開始的(yyyy)個(gè)矩陣點(diǎn)數(shù)據(jù))01:為地址號(hào),根據(jù)實(shí)際測(cè)量儀地址修改。5)所有回路上的傳送均分為兩種打包方式:a) 主/從傳送b) 從/主傳送6) 若主站或任何從站接收到含有未知命令的包裹,則該包裹將被忽略,且接收站不予響應(yīng)。組成這個(gè)包裹的字節(jié)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)異步串行數(shù)據(jù),并按 8 位數(shù)據(jù)位,1 位停止位,無校驗(yàn)位的方式傳遞。4)所有環(huán)路上的通信都以“打包”方式發(fā)生。2)主站將初始化和控制所有在通信回路上傳遞的信息。1)所有回路通信應(yīng)遵照主/從方式。信息傳輸方式為異步方式,起始位 1 位,數(shù)據(jù)位 8 位,停止位1 位,無校驗(yàn);數(shù)據(jù)傳輸缺省速率為 9600b/s。測(cè)量儀器通信協(xié)議采用 MODBUS RTU 協(xié)議,本協(xié)議規(guī)定了應(yīng)用系統(tǒng)中主機(jī)與測(cè)量儀器之間,在應(yīng)用層的通信協(xié)議。使信息和數(shù)據(jù)在上位機(jī)(主站)和 測(cè)量儀器之間有效地傳遞,允許訪問測(cè)量儀器的所有測(cè)量數(shù)據(jù)。即可以通過程序控制 MCGS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的變量。如在與 MCGS 建立 OLE 連接時(shí)可以通過:Dim mcgs as Object = GetObject (“ Centre”)創(chuàng)建 MCGS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫對(duì)象。在 和MCGS 建立 OLE 連接時(shí),MCGS 作為自動(dòng)化服務(wù)器, 程序作為 OLE 客戶。在接收到指令后,首先根據(jù)指令自帶的校驗(yàn)碼檢驗(yàn)指令接收是否正確,如果不正確則直接丟棄指令;否則,分析指令,根據(jù)通信協(xié)議判斷此指令要求下位機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)作是什么,然后根據(jù)要求模擬數(shù)據(jù),通過串口發(fā)送出去。2)在初始化完成之后,應(yīng)該啟動(dòng)串口。注意在串口初始化的時(shí)候,串口名稱不能與 中使用的串口名稱相同,而應(yīng)該利用與通信程序中應(yīng)用的串口相連的串口。從而模擬實(shí)際的協(xié)議箱,讓系統(tǒng)模擬真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境。只要模擬的通信程序采用的通信協(xié)議和真實(shí)的硬件的通信協(xié)議完全一樣,通信程序便能夠模擬實(shí)際硬件的效果。整個(gè)通信程序的工作流程如圖 55 所示:初 始 化 串 口 對(duì) 象 打 開 串 口 對(duì) 象 創(chuàng) 建 M C G S 實(shí)時(shí) 數(shù) 據(jù) 庫 對(duì) 象退 出提 示 錯(cuò) 誤向 下 位 機(jī) 發(fā) 送 讀 取 數(shù) 據(jù) 指 令用 采 集 的 數(shù) 據(jù) 初 始 化 M C G S 實(shí) 時(shí)數(shù) 據(jù)創(chuàng) 建 倆 個(gè) 線 程 , 一 個(gè) 用 于 不 斷的 采 集 數(shù) 據(jù) , 一 個(gè) 用 于 不 斷 的監(jiān) 測(cè) 用 戶 操 作 , 根 據(jù) 用 戶 操 作啟 動(dòng)初 始 化 成 功 ?數(shù) 據(jù) 庫 初 始 化 完 成 ?否是否是圖 55 工作流程(3)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的軟件仿真在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中,對(duì)于上位機(jī),下位機(jī)的作用是按照一定的通信協(xié)議給上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。在采集數(shù)據(jù)線程中,采集的數(shù)據(jù)時(shí)只采集一些不許用戶操作便會(huì)改變的參數(shù),比如儲(chǔ)油罐的水位、原油液位等。在 通信程序初始化時(shí),首先應(yīng)該從下位機(jī)采集所有的數(shù)據(jù)(包括用戶能夠修改的一些參數(shù)) ,用采集回來的數(shù)據(jù)對(duì) MCGS 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行初始狀態(tài)的設(shè)置。程序總體工作流程設(shè)計(jì):根據(jù)該模塊的功能,可以將通信程序分為兩個(gè)部分,一部分用于從下位機(jī)進(jìn)行采集數(shù)據(jù),另一部分用于根據(jù)用戶的操作,向下位機(jī)發(fā)送一些控制指令。如果監(jiān)測(cè)到相應(yīng)的變量值發(fā)生了變化,則說明用戶具有對(duì)下位機(jī)操作的請(qǐng)求,此時(shí)應(yīng)該根據(jù)用戶的操作,向下位機(jī)發(fā)送相應(yīng)的控制指令。(2) 開發(fā)的通信程序模塊該模塊的主要任務(wù)是:不斷的向下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令,以采集一些用戶關(guān)心的變量的數(shù)據(jù)。 基于 的監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在基于 MCGS 和 的監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)中,主要可以分為 MCGS 組建的監(jiān)控中心界面和 開發(fā)的通信程序。分 布 式 儲(chǔ) 油 罐 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng)M C G S 模 塊 通 信 模 塊 數(shù) 據(jù) 處 理O L E 實(shí) 現(xiàn) 模塊數(shù) 據(jù) 采 集圖 54 分布式原油儲(chǔ)罐測(cè)量系統(tǒng)組成首先通信程序通過串口將數(shù)據(jù)采集指令發(fā)送至下位機(jī);然后下位機(jī)根據(jù)接收到的指令返回?cái)?shù)據(jù),通信程序接收到數(shù)據(jù)之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;最后通信程序?qū)⑻幚砗玫臄?shù)據(jù)通過與組態(tài)軟件之間的 OLE 或 DDE 連接更新至組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,組態(tài)軟件實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新之后才能將下位機(jī)數(shù)據(jù)變化顯示給用戶。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)一般采油廠具有多個(gè)原油儲(chǔ)油罐,每一個(gè)原油儲(chǔ)罐安裝一個(gè)油水界面測(cè)量儀,通過 RS485 通信總線連接各原油儲(chǔ)罐的油水界面測(cè)量儀和監(jiān)控中心的監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī),構(gòu)成分布式原有儲(chǔ)罐油水界面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。(3)功能強(qiáng)大,程序界面更標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在 VB7 已經(jīng)是一個(gè)完全的面向?qū)ο蟪绦?。API 變得不太方便。 具有如下的特點(diǎn):(1)完全支持面向?qū)ο缶幊蹋?)使用 進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(3)統(tǒng)一了 Web 應(yīng)用開發(fā)和桌面應(yīng)用開發(fā) 的語言特點(diǎn): (1)代碼托管。新版本比以前的版本更易于編寫分布式應(yīng)用程序,如Web 應(yīng)用程序和企業(yè)多層系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)庫存盤文件: MCGS 工程文件在硬盤中存儲(chǔ)時(shí)的文件,類型為 MDB 文件,一般以工程文件的文件名+ “D”進(jìn)行命名,存儲(chǔ)在 MCGSS 目錄下 WORK 子目錄中,如D:\MCGSS\Work\水位控制系統(tǒng) 。如:浙大中控 JL26 無紙記錄儀、研華 4017 模塊等。如:串口通訊父設(shè)備。 動(dòng)畫刷新周期: 動(dòng)畫更新速度,即顏色變換、物體運(yùn)動(dòng)、液面升降的快慢等,以毫秒為單位。組對(duì)象:用來存儲(chǔ)具有相同存盤屬性的多個(gè)變量的集合,內(nèi)部成員可包含多個(gè)其他類型的變量。事件對(duì)象: 用來記錄和標(biāo)識(shí)某種事件的產(chǎn)生或狀態(tài)的改變??梢姸龋?指對(duì)象在窗口內(nèi)的顯現(xiàn)狀態(tài),即可見與不可見。事件策略: 當(dāng)開關(guān)型變量發(fā)生跳變時(shí)(1 到 0,或 0 到 1) ,執(zhí)行的策略,只運(yùn)行一次。用戶策略: 由用戶定義,用來完成特定的功能。 退出策略:退出運(yùn)行環(huán)境時(shí)執(zhí)行的策略。該策略由 MCGSS 自動(dòng)生成,具體處理的內(nèi)容由用戶充填。 策略: 是指對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程進(jìn)行有效控制的措施和方法。 構(gòu)件:具備某種特定功能的程序模塊,可以用 VB、VC 等程序設(shè)計(jì)語言編寫,通過編譯,生成 DLL、OCX 等文件。如系統(tǒng)菜單中的“文件”菜單命令,是用來處理與工程文件有關(guān)的執(zhí)行命令。 屬性: 對(duì)象的名稱、類型、狀態(tài)、性能及用法等特征的統(tǒng)稱。 選中對(duì)象:鼠標(biāo)點(diǎn)擊窗口或?qū)ο?,使其處于可操作狀態(tài),稱此操作為選中對(duì)象,被選中的對(duì)象(包括窗口) ,也叫當(dāng)前對(duì)象。 對(duì)象: 操作目標(biāo)與操作環(huán)境的統(tǒng)稱。在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中生成的文件稱為工程文件,存放于 MCGS 目錄的 WORK 子目錄中。 (3)MCGS 組態(tài)軟件常用術(shù)語工程:用戶應(yīng)用系統(tǒng)的簡稱。MCGS 提供了豐富的功能構(gòu)件,供用戶選用,通過構(gòu)件配置和屬性設(shè)置兩項(xiàng)組態(tài)操作,生成各種功能模塊(稱為“用戶策略” ) ,使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件,操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫窗口的任意切換,控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)。MCGS 把各種網(wǎng)絡(luò)形式,以父設(shè)備構(gòu)件和子設(shè)備構(gòu)件的形式,供用戶調(diào)用,并進(jìn)行工作狀態(tài)、端口號(hào)、工作站地址等屬性參數(shù)的設(shè)置。同時(shí),可利用MCGS 提供的網(wǎng)絡(luò)功能,在工作站上直接對(duì)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫操作。詳細(xì)情況請(qǐng)參閱后面第四講中的動(dòng)畫連接。所謂動(dòng)畫屬性,實(shí)際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序獨(dú)占一個(gè)線程,達(dá)到互不干擾的目的。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是由 VB、VC 程序設(shè)計(jì)語言編寫的DLL(動(dòng)態(tài)連接庫)文件,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中包含符合各種設(shè)備通訊協(xié)議的處理程序,將設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的特征數(shù)據(jù)采集進(jìn)來或發(fā)送出去。MCGS 工控組態(tài)軟件主窗口 設(shè)備窗口 用戶窗口 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫運(yùn)行策略菜單設(shè)計(jì)設(shè)置工程屬性添加工程設(shè)備連接設(shè)備變量注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建動(dòng)畫顯示設(shè)置報(bào)警窗口人機(jī)交互界面定義數(shù)據(jù)變量 編寫控制流程使用功能構(gòu)件圖 53 MCGS 五大組成部分(2)MCGS 組態(tài)軟件的工作方式 MCGS 如何與設(shè)備進(jìn)行通訊:MCGSS 通過設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 運(yùn)行策略:本窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫:是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心,它將 MCGS 工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備,注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。主要的組態(tài)操作包括:定義工程的名稱,編制工程菜單,設(shè)計(jì)封面圖形,確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口,設(shè)定動(dòng)畫刷新周期,指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。 主控窗口:是工程的主窗口或主框架。在運(yùn)行環(huán)境中完成對(duì)工程的控制工作。用戶在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后,生成擴(kuò)展名為.mcg 的工程文件,又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫,其與 MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起,構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng),統(tǒng)稱為“工程” 。兩部分互相獨(dú)立,又緊密相關(guān)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程,以用戶指定的方式運(yùn)行,并進(jìn)行各種處理,完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。(1)MCGSS 組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成1)MCGSS 組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu) :軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。使用 MCGS,用戶無須具備計(jì)算機(jī)編程的知識(shí),就可以在短時(shí)間內(nèi)輕而易舉地完成一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定,功能成熟,維護(hù)量小并且具備專業(yè)水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟硬件環(huán)境 MCGSS 組態(tài)軟件簡介MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平臺(tái)的,用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng),可運(yùn)行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2022 等操作系統(tǒng)。對(duì)油罐的油水界面進(jìn)行測(cè)量能指導(dǎo)操作人員合理地排放油罐中的污水,提高油罐的利用率。對(duì)油罐參數(shù)的測(cè)試主要包括油罐液位、油品溫度及油水界面的測(cè)量。在 VB 中提供 ATL模板,用于設(shè)計(jì) OLE 數(shù)據(jù)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)提供程序。其中最基本的幾個(gè)對(duì)象有數(shù)據(jù)源對(duì)象、會(huì)話對(duì)象、命令對(duì)象和行集對(duì)象等。這個(gè)接口相當(dāng)通用,足以提供一種訪問數(shù)據(jù)的統(tǒng)一手段,不論是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)源,還是表格文件數(shù)據(jù)源都可以通過它來查看,而且可以在不同的數(shù)據(jù)源中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。OLE 的存在為用戶提供了一種統(tǒng)一的方法來訪問所有不同種類的數(shù)據(jù)源。OLE 的引入,使軟件的開發(fā)方法從面向過程轉(zhuǎn)為面向?qū)ο?,?yīng)用程序不再是功能上的孤島,而是操作系統(tǒng)及其運(yùn)行的應(yīng)用程序的集成部分。OLE 自動(dòng)化有兩種類型: 自動(dòng)化服務(wù)器和自動(dòng)化客戶。那么, OLE 的功能究竟是什么?從用戶角度講,OLE 是
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