基于RS485總線的設備能耗參數采集系統(tǒng)設計

向俐霞

摘 要：簡要介紹了基于RS485總線的設備能耗參數在線監(jiān)測系統(tǒng)的架構，并針對RS485總線通訊技術和設備能耗參數采集的模塊設計做了詳細說明。這個設計對于很多廠區(qū)的設備正常運轉和能耗采集都有借鑒意義。

關鍵詞：RS485；能耗參數；在線系統(tǒng)；模塊設計

中圖分類號：TP274+.2 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.111

1 設備狀態(tài)和能耗在線監(jiān)測系統(tǒng)整體結構

本文所用系統(tǒng)結構如圖1所示。

該系統(tǒng)是由3層架構組成的典型C/S架構，其中，S為服務器端，安裝有數據庫，負責存儲多個地點的歷史數據和維護信息；服務器與客戶端間通過TCP/IP協(xié)議進行數據傳輸通訊；C為客戶端，上面安裝有系統(tǒng)的采集軟件客戶端，硬件上掛接RS23轉RS485采集中轉器，以實現對下屬各臺設備運轉狀態(tài)和能耗參數的在線監(jiān)測；設備層是各臺設備的狀態(tài)和能耗參數在線監(jiān)測儀，其主要功能是采集具體設備的運轉狀態(tài)和能耗參數，并通過RS485總線網絡將數據上傳至采集端。系統(tǒng)的硬件采用積木式結構，通過RS485網絡系統(tǒng)將現場采集點與采集客戶端相連，通過TCP/IP網絡將各個客戶端掛接在服務器上，共同完成各種采集、顯示和管理功能，集中體現了集散控制系統(tǒng)的分散控制、集中操作和管理特點。

2 RS485總線技術特點

當前，對于工業(yè)上實時監(jiān)測和數據采集系統(tǒng)，成熟的有線通訊方式主要有RS232、RS485、RS422、CAN總線等多種組網方式，每種總線組網方式各有利弊。在組建一個系統(tǒng)時，需要平衡費用、總線布線便利和客戶認知等方面因素。在該系統(tǒng)中，因為設備基本不會經常搬動，為了保證通訊的順暢性和穩(wěn)定性，選取成熟度很高的RS485總線來實施網絡布局。

RS485由電信行業(yè)協(xié)會和電子工業(yè)聯(lián)盟定義為，平衡數字多點系統(tǒng)中的驅動器和接收器的電氣特性的標準，能在遠距離條件下和電子噪聲大的環(huán)境中使用該標準的數字通信網絡有效傳輸信號。RS485使得連接本地網絡和多支路通信鏈路的配置成為可能。

3 設備狀態(tài)和功耗參數監(jiān)測模塊的設計

設備狀態(tài)和功耗參數監(jiān)測模塊主要包含RS485總線電路、設備能耗參數采集模塊、電源模塊和LCD屏顯示模塊。受文章篇幅的限制，本節(jié)主要介紹設備能耗參數采集模塊的原理設計，具體如圖2所示。

由圖2可知，在這個模塊中，PB0是來自單片機主控模塊

的控制信號，ACIN為設備能耗監(jiān)測輸入點，其通過雙向可控硅Q1輸入到U7，U7為AC信號取樣模塊，并提供設備接入點位；后面的U4B和U4C作為信號調制和處理電路，最終以AI0的方式將采集信號送回到單片機AD采集端，以實現對電能參數的計量。

4 結束語

使用RS485總線工業(yè)組網技術，構建了在線監(jiān)測各種生產場合設備狀態(tài)和能耗參數的系統(tǒng)，實現了對運轉中設備狀態(tài)和能耗參數的實時采集、數據上傳顯示、備份、處理，方便了管理人員管理。同時，該系統(tǒng)還支持歷史數據查詢，可以有效評估管控水平，幫助工業(yè)場所管理人員及時了解下屬設備的運轉情況，有利于產能排布。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕