图3　下位机软件框图
5　结束语
本文设计的一线总线已经应用于广东省惠州市香港T imax 机电公司的TM D 系列多轴数控钻铣床改造,通过半年的实际运行和效果检验表明,一线
总线能够大大减少数控系统配线,简化了数控系统的安装、维护和维修;采用网络化的硬件结构,使得控制结构更加简单;由硬件实现的一线总线协议实现对I/O 口的统一管理,保证了工作的稳定可靠,更为重要的是网络化的设计非常适合对故障的软件诊断;系统硬件结构采用通用化和系列化设计,适用范围广。

参考文献:
[1]　陈　超.微型局域网在数控系统中的应用[D ].洛阳:
洛阳工学院,1999.
[2]　胡道元.计算机局域网(第二版)[M ].北京:清华大学
出版社,1996,5-33.
[3]　陈　超.微型局域网用于计算机数控系统的研究(第九
届全国高等学校制造自动化研究会学术年会论文集)[A ].北京:机械工业出版社,2000.
作者简介:陈　超　(1974-),男,上海交通大学机械工程学
院物流与自动化研究所博士研究生,研究方向:自动行走小车(AGVS )系统研制、数控系统设计和物流与自动化技术。

自动化设备远程监控系统
张建宏,裴仁清,李亚静,许　逊,华卫平(上海大学机电工程及自动化学院,上海200072)
Remote M onitoring and Cont rol Syst em for Aut omatic Equipment
ZHANG Jian hong ,PEI Ren qing ,LI Ya jing ,XU Xun ,HUA Wei ping
(Schoo l o f M echanical Eng ineering and A uto matio n,Shanghai U niver sity ,Shanghai 200072,China )
摘要:介绍一种远程自动化设备监控器的系统组成、硬件结构、工作原理和实现方法。

关键词:远程监控;单片机;通讯
中图分类号:TP206.3　文献标识码:A 文章编号:1001-2257(2001)04-0013-03Abstract :T his paper introduces a kind o f re-mote monitoring and control system for autom atic equipment.The structur e,hardw ar e and wo rking pr inciples of the system are m ainly described.
收稿日期:2001-03-13
Key words :remote mo nitoring and control ;
sing le chip microcomputer;comm unication
0　引言
当前,设备的售后服务贯穿于产品的整个生命周期,厂家依靠在各地设立服务部门或派驻员工到现场服务,这样做不但服务成本高,时间长,而客户总是希望厂家能够对产品提供全程的跟踪服务,并能及时对设备故障提出解决方案。

为此,我们针对某公司的一套自动化设备开发了远程监控器,对及时排除故障隐患、节省系统维护费用具有重要作用。

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13・《机械与电子》2001(4)
1　系统原理
在现有条件下,基于网络的远程服务可以采用客户/服务器模式或使用公用电话网(PSTN )拨号与生产者系统局域网连接,或者采用基于浏览器/服务器(B /S )结构完成数据交互。

而该公司的实际情况是,客户分布在全国各地,在各地建立售后服务网络成本高、管理难度大,而且设备原有通讯模块功能有限,所以我们设计了主从2级分布式结构的微机监控系统。

当需要时客户登录到Internet 通过简单邮件传输协议(SM T P),借助于本机的监控软件将采集到的设备工况信息发送到厂家的服务器上,厂家给出维护向导。

维护向导由维护建议和二进制数据文件组成,对于日常维护和一些简单故障的维修,用户只要按照维护建议的步骤将指令文件下载就可以控制外部设备运行,对于复杂故障用户也可以遵照维修建议在服务人员的帮助下将故障排除。

系统结构如图1
所示。

图1
　监控系统结构
图2　系统硬件原理
主机选用IBM PC 机,负责与从机通讯取得设备的工况数据,并通过Internet 与厂家进行数据交换,同时还可以将数据按规定格式制成报表打印,主机采用人机交互方式,根据要求定时,随时选择某一台设备与从机进行通讯,检查、收集有关的工况数据。

从机安装在每台设备上,循环采集设备工况数据,并通过点阵式LCD 显示器显示设备运行状态。

当主机发出巡检信号时,从机产生中断,与主机通讯,上传采集到的数据或者下载主机二进制指令文件到指定RAM 区执行。

2　从机硬件系统设计
该硬件系统CPU 采用89C 52,数据存储器选用6264RAM ,还包括8255A 、T P521
4、19264
0107B 点阵式液晶显示器等芯片,共同完成设备状态显示、数据采集以及与主机和设备控制器(PLC)通讯等功能,图2为系统硬件原理图。

为提高系统的可靠性,6264及74LS240等芯片的数据线并不直接联到CPU 的数据总线上,而是通过一片74LS245挂到数据总线上。

为了便于从软件上扩展系统功能,系统还增加了一个8位跳线开关,系统可以通过74HC541读取用户设置的开关状态,实现不同的软件功能。

AT 89C 52CPU 为40脚PDIP 封装,将多功能8位CPU 和8K 字节的快闪存储器组合在单个芯片中,大大简化了系统结构,提供了一种灵活性高且价廉的方案。

程序代码可以直接在芯片读写器上多次反复写入,便于系统软件的开发和系统功能的改变,8K 字节的程序存储空间能够满足系统显示字库和程序代码的存储。

硬件系统使用RS
232串行口与主机和PLC
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14・《机械与电子》2001(4)
通讯,通过M AX232将T TL 电平转化为RS 232电平。

与PC 机的通讯使用CPU 自带的全双工异步串行口,采用9URT (异步串行方式,8位数据位,1位停止位)方式,定时器T 1作波特率发生器,产生9600bps 的波特率。

又通过一片8251扩展了一个异步串行通讯接口,实现与PLC 的通讯,扩展电路如图3所示。

ALE 、RD 、WR 三者经逻辑组合产生的脉冲信号,一方面作为8251的CLK 时钟信号,另一方面再经64分频后产生的脉冲信号,作为8251的接收时钟RXC 和发送时钟TXC,片选端CS 接74LS138译码器的Y3脚。

为保证数据传送的可靠性,每次通讯都进行加和校验,校验错误时发出报错信号,重新发送,经计数连续5次数据通讯不成功,暂停通讯并
产生报警信号。

图3　串行通讯接口扩展电路
此外,净水设备对安全性有特殊要求,要防止污染水源的恶性事件发生,除非特殊情况,禁止任何人进入设备机房。

但为了便于日常的检查与维护,将从机硬件系统安装在设备机房外,选用192640107B 点阵式液晶显示器,汉字使用16×16字体,每屏最多可显示32个汉字信息,而且通过面板上的键盘可以进行现场调试。

为满足信号传送距离的需要,从机硬件系统使用RS 232光隔远程收发器Y 232A (DB 9外形)与监控PC 机通讯。

该收发器经光电隔离,无需供电,通讯距离可延长至1200m (9600bps ),以抗雷击。

3　系统软件设计
由于设备的分布属于分散式的拓扑结构,一台主控微机应该可以访问本辖区内的各台设备。

为实现这一功能,该部分上位机软件采用VB 开发,可完
成对多台设备的选择访问,将各设备的工况以及故障信息生成报表,当机打印或将数据打包,用密钥进行加密,通过网络传送给远端的厂商产品服务部门,再由厂家提供维护建议。

此外,该软件还可下载厂家发送的维护指令,再通过监控器执行这些指令来完成一些简单的维护工作。

例如,设备运行一段时间后,厂家通过设备工况报表发现设备需要反冲,就可将指令文件发送到监控计算机,由小区管理人员运行这一文件完成设备反冲,使水逆流冲走水垢等阻塞物保证管道的畅通,管理人员也可通过控制器面板上的操作键完成设备反冲。

下位机软件包括数据采集、通讯和故障显示等部分,用MCS 51汇编语言进行开发。

4　结束语
采用上述硬件结构和软件系统构成的监控系统,经过一段时间运行,性能稳定,各项指标达到设计要求,为企业带来了效益。

若对系统稍加改进,还可应用于现有的多种自动化设备上,有很好的推广价值。

参考文献:
[1]　李　华.M CS
51系列单片机实用接口技术[M ].北
京:北京航空航天工业大学出版社,1997.
[2]　高传善,郭建民,等.接口与通信[M ].上海:复旦大学
出版社,1996.
作者简介:张建宏　(1977-),男,上海大学机电工程及自动
化学院99级硕士研究生。

新一代数字温度显控仪
日前,一种专用于水电站测温的T SC
2000新
一代数字温度显控仪在浙江桐庐富春江富士水电设备有限公司研制成功。

各项技术和试验指标均符合GB/T 118051999标准要求,计划在2001年用于福建东固、浙江下岸及辽宁西江等4座水电站水轮发电机组配套使用。

该智能化控制系统,能够有效地对水轮发电机组轴瓦、风、水、电、油等温度进行理想显控,具有断电、断阻、报警及自动保护功能,其精度、稳定性、可靠性均达到国内先进水平。

(浙江桐庐富春江双富公司　谢　伟)
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15・《机械与电子》2001(4)。