基于MCGS的路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

詹文霞　李彬

摘要：根據(jù)MCGS組態(tài)軟件的特點(diǎn)和工作方式，搭建了一個(gè)路燈通信的實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境。在路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，完成了設(shè)備窗口與計(jì)算機(jī)串口之間組態(tài)，通過Modbus設(shè)備組態(tài)可以發(fā)送和接收Modbus 命令，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)通信功能。在MCGS 運(yùn)行環(huán)境中能夠查看開關(guān)狀態(tài)和功率狀態(tài)，完成了MCGS對(duì)路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制和調(diào)光控制，達(dá)到了MCGS對(duì)路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

關(guān)鍵詞：路燈；組態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)控

中圖分類號(hào)：TM923 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）10-0051-02

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)發(fā)展中凸顯出尤為關(guān)鍵的地位，現(xiàn)存的工業(yè)軟件已逐漸無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的要求。而MCGS組態(tài)軟件提供了新型的自動(dòng)化控制思路，人們可以根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化需求，任意組合控制對(duì)象和控制目的從而組建自動(dòng)化控制工程[5-7]。

20世紀(jì)90年代，研究智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用方面的研究源于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，路燈控制技術(shù)在我國(guó)起步較為遲緩[1-2]。起初路燈系統(tǒng)功能較為單一，在數(shù)據(jù)采集、發(fā)送、接收方面等不夠完善，在整體系統(tǒng)控制費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不便于管理[3-4]。從20世紀(jì)80年代末開始，我國(guó)開始著手智能路燈照明系統(tǒng)方面的研究，1993年，對(duì)城市路燈的一套完整的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)被首次成功應(yīng)用在上海市地區(qū)[5-8]。至今我國(guó)的城市路燈監(jiān)控應(yīng)用方案雖較為成熟，但同時(shí)也存在種種問題。為了進(jìn)一步改善路燈控制系統(tǒng)，在前人提出了基于MCGS的路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步研究。MCGS（Monitor and Control Generated System）的人機(jī)交互界面友好，可操作性強(qiáng)，性能指標(biāo)優(yōu)異，大大提高了工作效率等特點(diǎn)，因此將其用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)[9-11]。

1 路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)

路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)主要分為兩大模塊：（1）組態(tài)環(huán)境；（2）運(yùn)行環(huán)境。 組態(tài)環(huán)境中組態(tài)工程的設(shè)計(jì)主要取決于路燈控制系統(tǒng)中需實(shí)現(xiàn)的功能。主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五大模塊共同構(gòu)建了路燈監(jiān)控系統(tǒng)中的組態(tài)工程。在運(yùn)行環(huán)境中運(yùn)行組態(tài)工程，可以實(shí)現(xiàn)路燈開關(guān)控制、功率調(diào)節(jié)、狀態(tài)查詢等功能。

2 路燈組態(tài)工程分支窗口

主控窗口作為組態(tài)工程的關(guān)鍵部分，是監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)前提與保證。構(gòu)建了監(jiān)控系統(tǒng)的工作內(nèi)容與過程，我們將工程的名稱叫做路燈控制系統(tǒng)。設(shè)備窗口是用來設(shè)置外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)，連接MCGS組態(tài)軟件與外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的控制。在路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)串口與MCGS組態(tài)軟件設(shè)備窗口的通信方案采用串口通信父設(shè)備與Modbus子設(shè)備驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。用戶窗口用于設(shè)置工程中的人機(jī)交互界面。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)扮演了MCGS的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站的角色，它是MCGS組態(tài)軟件數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的樞紐。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)的橋梁實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的有效傳輸，大幅度提升了系統(tǒng)的工作效率。用戶運(yùn)行策略通過配置構(gòu)件和設(shè)置屬性生成。從而控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程和設(shè)備的工作狀態(tài)，同時(shí)避免大量復(fù)雜的編程工作。

3 路燈組態(tài)工程的設(shè)備組態(tài)

MCGS組態(tài)工程通過設(shè)備窗口與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信功能。圖1所示在路燈組態(tài)工程中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備窗口與計(jì)算機(jī)串口通信，將使用串口通信父設(shè)備驅(qū)動(dòng)與標(biāo)準(zhǔn)Modbus-RTU設(shè)備驅(qū)動(dòng)，根據(jù)路燈監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)多個(gè)路段路燈的通信要求，因此在通用串口父設(shè)備下需要掛多個(gè)Modbus-RTU子設(shè)備。

通用串口父設(shè)備涉及的參數(shù)主要有：串口通信波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)方式等。綜合考慮實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際情況與Modbus協(xié)議的特點(diǎn)，設(shè)置Modbus命令碼為F2 05 00 03 FF 00 F9 68、F3 05 00 03 FF 00 28 69、F4 05 00 03 FF 00 9F 68。采用設(shè)備組態(tài)來實(shí)現(xiàn)Modbus命令的收發(fā)。

4 路燈監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境

如圖2所示，智能路燈監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行界面。該系統(tǒng)可以進(jìn)行開關(guān)控制和調(diào)光控制，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控路燈狀態(tài)，當(dāng)某處發(fā)生故障時(shí)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。如圖3所示，路燈監(jiān)控系統(tǒng)通過Modbus命令的收發(fā)來實(shí)現(xiàn)通信功能。

5 總結(jié)

基于MCGS的路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)通過操作監(jiān)控界面，可以實(shí)現(xiàn)控制路燈開關(guān)和功率調(diào)節(jié)，同時(shí)還可以查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，通過Modbus設(shè)備組態(tài)可以發(fā)送和接收Modbus 命令，實(shí)現(xiàn)了通信功能，完成了MCGS對(duì)路燈的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，整套系統(tǒng)可實(shí)施性強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠。從方便用戶的角度出發(fā)，在互聯(lián)網(wǎng)信息大背景下，路燈實(shí)時(shí)監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)和科學(xué)方案。

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