CN106230113B - 基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统，包括主机控制板和触摸屏，所述的触摸屏采用工业人机界面触摸屏，所述的主机控制板和触摸屏之间通过RS232、RS485串口方式进行数据传输；所述的主机控制板包括信息采集模块、数据寄存器、以及RXD1和TXD1串行数据端口；所述的触摸屏包括RXD2和TXD2串行数据端口、数据调用模块、显示屏以及通信设置模块。本发明直接应用高度集成化的工业人机界面触摸屏作为电源监控显示，减少了电源产品软、硬件设计难度，降低设计成本，提高了监控可视化程度。该种方法可以应用到含通用串口通信协议的不同品牌工业人机界面触摸屏，扩大了触摸屏的选型空间。
Description
技术领域
本发明属于电学、电通信技术领域，涉及一种电源监控系统，具体是一种基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统。
背景技术
现在各行业重要环节都设计有集中蓄电池式应急供电系统，集中蓄电池式应急电源采用逆变技术，将蓄电池的直流电能逆变成交流电能，提供给交流应急负荷如：应急照明灯、疏散指示灯具和消防泵等使用。
集中蓄电池式应急电源主要由电源监控装置和逆变主机、配电系统、充电器和蓄电池等组成，逆变主机的控制板通过采集市电、应急电源、电池组、消防联动信号信息，并使用核心控制内核分析信息，再通过控制信号实现消防应急电源的输出与保护控制。然后，再将数据通过通信数据线传输给监控装置，实现电源的实时监控。
监控装置的显示屏早期采用LED数码管、LCD液晶显示屏，黑白屏、必须设计相应的控制电路才能使用，功能简单，显示内容少，且单调。随着液晶彩屏和触摸屏的成本不断下降，液晶彩屏和触摸屏也大量应用在电源监控显示方面，但是，由于彩屏和触摸屏的需要专门驱动程序，这些驱动程序较为复杂。电源企业进行液晶彩屏和触摸屏的硬件与软件设计工作，电源企业投入相当多的研发精力在显示屏的硬件与软件设计上。
工业人机界面(HMI)触摸屏主要应用在PLC工业控制领域，是高质量的人机界面产品，整个触摸屏集成了CPU单元，输入输出单元，显示屏，内存等模块单元。采用软硬件的优化设计，使得产品在触摸精度和准度，还有画面色彩上都符合机器控制的需求。工业人机界面(HMI)触摸屏有多种型号，是开放性的人机界面产品，提供了标准的串行接口与其它设备相连。实现可视触摸控制，以其优异的性能在各行业的PLC工业控制上都有越来越广泛的应用，比如纺织机械、卷染机械、塑料橡胶机械、注塑机、包装机械、超声波设备、电子焊接设备、印刷机械、食品机械、医疗机械、木工机械、起重设备、智能楼宇、水处理设备、电力系统、轨道交通、煤炭系统、石化系统、空调行业、加工车床行业、轮胎行业、测控仪器、教学仪器、先进制造系统与设备等通用装备控制行业。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统，通过采用工业人机界面触摸屏实现电源监控的方式，减少了电源产品软、硬件设计难度，降低设计成本，提高了可视化程度。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统，包括主机控制板和触摸屏，所述的触摸屏采用工业人机界面触摸屏，所述的主机控制板和触摸屏之间通过RS232、RS485串口方式进行数据传输；
所述的主机控制板包括
信息采集模块，用于采集市电电压、应急电压、应急电流以及直流电压信息；
数据寄存器，用于存储信息采集模块采集数据；
RXD1以及TXD1串行数据端口，用于与触摸屏进行双向数据传输；
所述的触摸屏包括
RXD2、TXD2串行数据端口，用于与主机控制板进行双向数据传输；
数据调用模块，用于从数据寄存器调用采集数据；
显示屏，用于将采集数据向用户直观显示；
以及通信设置模块，用于设置主机控制板和触摸屏间通信参数。
进一步地，主机控制板采用DSP芯片做为核心处理芯片。
进一步地，所述的触摸屏还包括
文本编辑模块，用于设置显示屏显示文字信息；
背景编辑模块，用于设置显示屏背景图片信息；
以及按键设置模块，用于设置显示屏功能按键信息。
进一步地，所述的主机控制板的RXD1串行数据端口连接触摸屏的TXD2串行数据端口，所述的主机控制板的TXD1串行数据端口连接触摸屏的RXD2串行数据端口。
进一步地，所述的触摸屏与主机控制板之间数据传输的通信协议采用Modbus协议。
进一步地，所述的数据通讯采用Maser/Slave方式，所述的Master端为触摸屏，所述的Slave端为主机控制板。
本发明的有益效果：本发明直接应用高度集成化的工业人机界面触摸屏作为电源监控显示，减少了电源产品软、硬件设计难度，降低设计成本，提高了监控可视化程度。该种方法可以应用到含通用串口通信协议的不同品牌工业人机界面触摸屏，扩大了触摸屏的选型空间。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本发明的显示屏显示画面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统，包括主机控制板和触摸屏，主机控制板采用DSP芯片做为核心处理芯片，触摸屏采用工业人机界面(HMI)触摸屏，主机控制板和触摸屏之间通过RS232、RS485串口方式进行数据传输。
工业人机界面触摸屏采用通用的工业自动化组态编辑软件，是一种用于快速构造和生成嵌入式计算机监控系统的组态软件。在汇集了多年组态软件开发与应用经验的基础上，采用目前先进的计算机软件技术，以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。用户使用工业自动化组态画面编辑软件，用户只需要通过简单的操作就可构造自己的组态，从而把用户从繁琐的编程中解脱出来，同时为用户提供画面组态，驱动设置，控件等功能，让更多的用户在使用人机界面产品时得心应手。
主机控制板包括用于采集市电电压、应急电压、应急电流以及直流电压信息的信息采集模块，用于存储信息采集模块采集数据的数据寄存器，用于与触摸屏进行双向数据传输的RXD1、TXD1串行数据端口。
触摸屏包括用于与主机控制板进行双向数据传输的RXD2、TXD2串行数据端口，用于从数据寄存器调用采集数据的数据调用模块，用于将采集数据向用户直观显示的显示屏，用于设置显示屏显示文字信息的文本编辑模块，用于设置显示屏背景图片信息的背景编辑模块，用于设置显示屏功能按键信息的按键设置模块，以及用于设置主机控制板和触摸屏间通信参数的通信设置模块。其中，显示屏显示内容如图2所示。
用户通过数据调用模块设置显示屏要显示的采集数据地址，该地址为主机控制板的数据寄存器地址，设置数据的显示位数、小数点位数等。
用户通过通信设置模块设置通信参数，其中，通信参数包括通信口的名称、通信方式、连接口、通信协议、通信波特率、数据长度、停止位、校验位，通信时间以及可视触摸屏和主机控制板的地址。
主机控制板的RXD1串行数据端口连接触摸屏的TXD2串行数据端口，主机控制板的TXD1串行数据端口连接触摸屏的RXD2串行数据端口。触摸屏与主机控制板之间数据传输的通信协议采用Modbus协议，Modbus协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。Modbus的RTU协议采用CRC校验，此协议定义了控制板能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的；Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式。
数据通讯采用Maser/Slave方式，本发明中Master端为触摸屏，Slave端为主机控制板。Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写，Modbus协议采用问答式的通信方式。因为通信协议及利用的功能有很多，在本实例中，参数传输定义如下：
监控触摸屏发送命令：[控制板地址][命令号03][起始寄存器地址高8位][低8位][读取的寄存器数高8位][低8位][CRC校验的低8位][CRC校验的高8位]
例如：[11][03][00][00][00][04][CRC低][CRC高]
意义如下：
<3>起始地址高8位、低8位：表示想读取的模拟量的起始地址。
<4>寄存器数高8位、低8位：表示从起始地址开始读多少个模拟量。例子中为4个模拟量。
主机的控制板参数返回：[控制板地址][命令号03][返回的字节个数][数据1][数据2]...[数据n][CRC校验的低8位][CRC校验的高8位]
例如：[11][03][08][02][2B][00][00][00][64][02][2B][CRC低][CRC高]
意义如下：
<1>返回的字节个数：表示数据的字节个数，也就是数据1，2...n中的n的值。例子中返回了4个模拟量的数据，因为一个模拟量需要2个字节所以共8个字节。
<2>数据1...n：其中[数据1][数据2]分别是第1个模拟量的高8位和低8位，[数据3][数据4]是第2个模拟量的高8位和低8位，以此类推。
[数据1][数据2]：直流电压。[数据3][数据4]：市电电压。[数据5][数据6]：应急电压。[数据7][数据8]：应急电流。
本发明有益效果如下：
本发明直接应用高度集成化的工业人机界面触摸屏作为电源监控显示，减少了电源产品软、硬件设计难度，降低设计成本，提高了监控可视化程度。该种方法可以应用到含通用串口通信协议的不同品牌工业人机界面触摸屏，扩大了触摸屏的选型空间。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.基于工业人机界面触摸屏的电源监控系统，包括主机控制板和触摸屏，其特征在于：所述的触摸屏采用工业人机界面触摸屏，所述的主机控制板和触摸屏之间通过RS232、RS485串口方式进行数据传输；
所述的主机控制板包括
信息采集模块，用于采集市电电压、应急电压、应急电流以及直流电压信息；
数据寄存器，用于存储信息采集模块采集数据；
RXD1以及TXD1串行数据端口，用于与触摸屏进行双向数据传输；
所述的触摸屏包括
RXD2、TXD2串行数据端口，用于与主机控制板进行双向数据传输；
数据调用模块，用于从数据寄存器调用采集数据；
显示屏，用于将采集数据向用户直观显示；
以及通信设置模块，用于设置主机控制板和触摸屏间通信参数；
主机控制板采用DSP芯片做为核心处理芯片；
所述的触摸屏还包括
文本编辑模块，用于设置显示屏显示文字信息；
背景编辑模块，用于设置显示屏背景图片信息；
以及按键设置模块，用于设置显示屏功能按键信息；
所述的主机控制板的RXD1串行数据端口连接触摸屏的TXD2串行数据端口，所述的主机控制板的TXD1串行数据端口连接触摸屏的RXD2串行数据端口；
所述的触摸屏与主机控制板之间数据传输的通信协议采用Modbus协议；
数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端为触摸屏，Slave端为主机控制板；
工业人机界面触摸屏采用通用的工业自动化组态编辑软件，是一种用于快速构造和生成嵌入式计算机监控系统的组态软件，以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出；
用户通过数据调用模块设置显示屏要显示的采集数据地址，该地址为主机控制板的数据寄存器地址，设置数据的显示位数、小数点位数；
用户通过通信设置模块设置通信参数，其中，通信参数包括通信口的名称、通信方式、连接口、通信协议、通信波特率、数据长度、停止位、校验位，通信时间以及可视触摸屏和主机控制板的地址；
Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求；Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写，Modbus协议采用问答式的通信方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20210416 Address after: 226500 Shili community, Rucheng street, Rugao City, Nantong City, Jiangsu Province (396 Zhongshan West Road) Patentee after: Nantong Zhigu CNC Machinery Co.,Ltd. Address before: 518000 Room 2202, 22nd Floor, Wantong Building, No. 3002, Donglu Sanggang Street, Luohu District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: SHENZHEN LOTUT INNOVATION DESIGN Co.,Ltd. |
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