CN101561967B - 应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其是在电机故障检测装置通信初始化后，当有数据传送请求时，电机故障检测装置对通信数据存储区的内容进行更新，然后进行数据传送。上位机通信程序产生接收中断后，延时固定时间间隔，再读取串口接收缓冲区中的数据；最后依次检验数据的首字节以及总字节数目是否正确，并回发相应握手数据。从而达到既简化了装置通信软件的设计，又确保了装置的故障检测功能的充分实现和串行通信的可靠性的目的。

Description

应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法

技术领域

本发明涉及的是一种串行通信方法，特别涉及的是一种应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法。

背景技术

随着自动化技术的不断发展，各种各样的实时监测系统和装置在工业上广泛应用，对于电机而言，其故障检测装置可实时监测电动机运行状态，对其早期故障进行检测，判断电机故障类型和故障严重程度，帮助设备维修人员合理制定维修计划，保证生产顺利进行，因而在工业生产中日益受到重视。由于故障检测装置与所述的上位机之间要对监控信息进行传送，因此一般采用如RS-232等串行通信接口标准来进行串行通信，由于所述的串行通信接口标准具有连接简单、数据传递可靠等优点，广泛应用于工业监控和数据采集系统中。现有的电机故障检测装置或者没有串行通信功能，或者虽有此功能，但实现较复杂，通信的可靠性不够理想。本装置与上位机(一般为PC机)之间的通信采用RS-232串行通信方式。编写上位机串行通信程序时，可使用Windows API函数操作串口，但这种方法编程困难。实际中常常引用Microsoft公司提供的MSComm控件来简化编程，在该控件的接收中断事件中读取串口接收缓冲区中的数据，但这种方法仅适用于短帧数据的小数据量传输，在大数据量传输长度不固定的数据时经常出现单帧数据发送过程中触发多次接收中断的情况，导致单帧数据被分成多段接收，通信可靠性较低。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得本创作。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，用以克服上述缺陷。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案在于，提供一种应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，所述的串行通信接口标准的串行通信接口设置于电机故障检测装置与上位机之间，其包括的步骤为：

步骤a：所述的电机故障检测装置通信初始化；

步骤b：当有数据传送请求时，所述的电机故障检测装置发送相应的一帧数据到所述上位机的串行通信接口；

步骤c：所述的上位机通信程序产生接收中断，并延时固定时间间隔，从串口接收缓存区中读取数据；

步骤d：判断所述的接收到的数据的第一个字节是否正确，如果正确执行下述步骤e，否则执行下述步骤g；

步骤e：判断所述的接收到的数据的总字节数是否正确，如果正确执行下述步骤f，否则执行下述步骤g；

步骤f：向所述的电机故障检测装置发送第一握手数据，执行下述步骤h；

步骤g：向所述的电机故障检测装置发送第二握手数据，执行下述步骤h；

步骤h：所述的电机故障检测装置判断在一预定时间内是否收到所述上位机回发的握手数据，如果收到执行下述步骤i，否则执行下述步骤j；

步骤i：判断收到的握手数据是否为一第一握手数据，如果是执行下述步骤n，否则执行下述步骤j；

步骤j：通信失败计数加1；

步骤k：判断通信失败计数是否大于p，其中p为正整数，如果是执行下述步骤m，否则执行下述步骤l；

步骤l：所述的电机故障检测装置重新发送当前一帧数据，执行上述步骤c；

步骤m：提示通信错误，执行下述步骤o；

步骤n：判断是否发送完毕，如果发送完毕执行下述步骤o，否则执行上述步骤b；

步骤o：发送结束。

较佳的，所述的串行通信接口标准为RS-232、RS-422或RS-485其中之一。

较佳的，所述的帧数据的结构由首位到末位依次为：数据类型、有效数据以及累加校验和。

较佳的，在所述的步骤f中发送第一握手数据之前还包括：判断所述的接收到的数据的累加校验和是否正确，如果正确则发送第一握手数据，否则执行下述步骤g。

较佳的，所述的步骤c中延时固定时间间隔，由单帧数据的最大长度除以串行口波特率得出，并留出裕量。

较佳的，所述的有效数据为串行通信内容，其包括：电机铭牌数据、实时显示数据以及电机故障数据。

与现有技术比较本发明的有益效果在于，简化了装置通信软件的设计，又确保了装置的故障检测功能的充分实现和串行通信的可靠性，使装置具有较大的应用前景和推广使用价值。

附图说明

图1为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统的结构示意

图；

图2A为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法中，所述的电机故障检测装置端运行的流程图；

图2B为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法中，所述的上位机端运行的流程图；

图3为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法中帧结构的示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统的结构示意图；其包括若干电机故障检测装置11......1n，通过串行通信接口标准与所述的上位机2进行通信，所述的上位机可以是PC机，所述的传输的内容为电机铭牌数据、实时显示数据以及电机故障数据，其中所述的串行通信接口标准为RS-232、RS-422或RS-485其中之一，而本实施例以RS-232为例进行描述，其他的类似接口形式对本领域普通技术人员而言，在本发明思想的基础之上，是可以进行等效替换的，这里就不再赘述。

请参阅图2A和图2B所示，其分别为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法中，所述的电机故障检测装置端运行的流程图以及上位机端运行的流程图；其包括的步骤是

步骤a1：所述的电机故障检测装置通信初始化；

步骤a2：当有数据传送请求时，所述的电机故障检测装置发送相应的一帧数据到所述上位机的RS-232接口；

步骤a3：所述的上位机通信程序产生接收中断，并延时固定时间间隔，从串口接收缓存区中读取数据；

步骤a4：判断所述的接收到的数据的第一个字节是否正确，如果正确执行下述步骤a5，否则执行下述步骤a8；

步骤a5：判断所述的接收到的数据的总字节数是否正确，如果正确执行下述步骤a6，否则执行下述步骤a8；

步骤a6：判断所述的接收到的数据的累加校验和是否正确，如果正确执行下述步骤a7，否则执行下述步骤a8；

步骤a7：向所述的电机故障检测装置发送第一握手数据0FH，执行下述步骤a9；

步骤a8：向所述的电机故障检测装置发送第二握手数据F0H，执行下述步骤a9；

步骤a9：所述的电机故障检测装置判断在一预定时间t内是否收到所述上位机回发的握手数据，其中t可以为1秒，如果收到执行下述步骤a10，否则执行下述步骤a11；

步骤a10：判断收到的握手数据是否为一第一握手数据0FH，如果是执行下述步骤a15，否则执行下述步骤a11；

步骤a11：通信失败计数加1；

步骤a12：判断通信失败计数是否大于p，其中p为正整数，其可以为2，如果是执行下述步骤a14，否则执行下述步骤a13；

步骤a13：所述的电机故障检测装置重新发送当前一帧数据，执行上述步骤a3；

步骤a14：提示通信错误；

步骤a15：判断是否发送完毕，如果发送完毕则通信结束。

其中，所述的中断是由上位机通信程序中的MSComm控件产生的，所述的步骤a3中延时固定时间间隔，由单帧数据的最大长度除以串行口波特率得出，并留出适当的裕量，保证一帧数据完整地发送到串口接收缓冲区后再读取数据，避免了单帧数据发送过程中触发多次接收中断的情况，之后依次检验数据的首字节、总字节数目和累加校验和是否正确并回发相应握手数据，保证了串行通信的可靠性。

请参阅图3所示，其为本发明应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法中帧结构的示意图，所述的帧结构包括：由首位到末位依次为：数据类型、有效数据以及累加校验和。其中，所述的数据类型为数据帧的首字节；所述的有效数据为串行通信内容，其包括：电机铭牌数据、实时显示数据以及电机故障数据；所述的累加校验和为数据帧的最后两个字节，是所有有效数据的算术累加和；通常一帧电机铭牌数据长度为21字节，一帧实时显示数据长度为89字节，一帧电机故障数据长度为21字节。

所述的串行通信内容具体数据结构描述如下，其中所述的电机铭牌数据包括：

电机编号，数据类型：unsigned int，2字节；

额定电压，数据类型：float，4字节；

额定电流，数据类型：float，4字节；

额定功率，数据类型：float，4字节；

额定转速，数据类型：unsigned int，2字节；

绕组接法，为星形或三角形，数据类型：unsigned int，2字节。

所述的实时显示数据包括：

电机编号，数据类型：unsigned int，2字节；

工频频率，数据类型：float，4字节；

功率因数：float，4字节；

视在功率：float，4字节；

有功功率，数据类型：float，4字节；

无功功率，数据类型：float，4字节；

三相线电流有效值，数据类型：float，4字节；

三相线电压有效值，数据类型：float，4字节；

三相阻抗，数据类型：float，4字节；

三相电阻，数据类型：float，4字节；

三相电感，数据类型：float，4字节。

所述的电机故障数据包括：

电机编号，数据类型：unsigned int，2字节；

故障次数，数据类型：unsigned int，2字节；

故障类型，其包括：转子断条、气隙偏心、接头松动、匝间短路/三相绕组匝数相差过大、相间短路、定子绕组单相接地短路、定子绕组两相接地短路、定子绕组断相、绕组接线错误、电压冲击、电压衰减、电压尖峰以及电源缺相等，数据类型：unsigned int，2字节；

故障时间，其包括年、月、日、时、分以及秒，数据类型：unsigned int，2字节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，符合所述的串行通信接口标准的串行通信接口设置于电机故障检测装置与上位机之间，其特征在于，其包括的步骤为：

步骤a：所述的电机故障检测装置通信初始化；

步骤b：当有数据传送请求时，所述的电机故障检测装置发送相应的一帧数据到所述上位机的串行通信接口；

步骤c：所述的上位机通信程序产生接收中断，并延时固定时间间隔，从串口接收缓存区中读取数据；

步骤d：判断所述的接收到的数据的第一个字节是否正确，如果正确执行下述步骤e，否则执行下述步骤g；

步骤e：判断所述的接收到的数据的总字节数是否正确，如果正确执行下述步骤f，否则执行下述步骤g；

步骤f：向所述的电机故障检测装置发送第一握手数据，执行下述步骤h；

步骤g：向所述的电机故障检测装置发送第二握手数据，执行下述步骤h；

步骤h：所述的电机故障检测装置判断在一预定时间内是否收到所述上位机回发的握手数据，如果收到执行下述步骤i，否则执行下述步骤j；

步骤i：判断收到的握手数据是否为一第一握手数据，如果是执行下述步骤n，否则执行下述步骤j；

步骤j：通信失败计数加1；

步骤k：判断通信失败计数是否大于p，其中p为正整数，如果是执行下述步骤m，否则执行下述步骤l；

步骤l：所述的电机故障检测装置重新发送当前一帧数据，执行上述步骤c；

步骤m：提示通信错误，执行下述步骤o；

步骤n：判断是否发送完毕，如果发送完毕执行下述步骤o，否则执行上述步骤b；

步骤o：发送结束。

2.根据权利要求1所述的应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其特征在于，所述的串行通信接口标准为RS-232、RS-422或RS-485其中之一。

3.根据权利要求2所述的应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其特征在于，所述的帧数据的结构由首位到末位依次为：数据类型、有效数据以及累加校验和。

4.根据权利要求3所述的应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其特征在于，在所述的步骤f中发送第一握手数据之前还包括：判断所述的接收到的数据的累加校验和是否正确，如果正确则发送第一握手数据，否则执行下述步骤g。

5.根据权利要求2所述的应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其特征在于，所述的步骤c中延时固定时间间隔，由单帧数据的最大长度除以串行口波特率得出，并留出裕量。

6.根据权利要求3所述的应用串行通信接口标准实现的电机故障检测系统通信方法，其特征在于，所述的有效数据为串行通信内容，其包括：电机铭牌数据、实时显示数据以及电机故障数据。

Images