空壓機運行遠程監控的計算機控制方法
2023-07-29 23:23:36
專利名稱：空壓機運行遠程監控的計算機控制方法
技術領域：
本發明涉及一種空壓機運行遠程監控的計算機控制方法。
背景技術：
近幾年來，隨著工農業經濟的不斷發展，空壓機被普遍用於工礦、建設、 醫療等眾多領域。現有空壓機控制裝置大都採用嵌入式微機系統進行控制，通 過人機界面模塊與用戶進行互交。然而，由於硬體上的限制，現有的大多數空 壓機控制裝置仍存在著諸多缺陷。主要表現在以下幾個方面
現有空壓機控制裝置的人機界面普遍使用數碼管或小尺寸的液晶顯示屏， 各種控制狀態和參數的顯示不直觀，而且，對參數的修改和輸入也就相對複雜， 不利於用戶的操作，增加了用戶的不便。
其次，用戶只能在空壓機旁對空壓機進行監控，對於環境比較惡劣或工廠 需要集散控制系統控制的情況下，現有空壓機的控制系統無法滿足其監控要 求。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種空壓機運行遠程監控的計算機控制 方法，通過計算機控制，實現對空壓機運行的遠程監控。
為解決上述技術問題，本空壓機遠程監控的計算機控制方法，包括連接計算 機通訊接口的空壓機控制裝置接口，其還包括計算機控制的主控模塊和受主控模 塊控制調用的系統初始化模塊、數據傳輸的通訊模塊、用於空壓機啟動的遠程 控制及加密模塊、空壓機運行的狀態顯示及記錄保存模塊和空壓機運行參數的 趨勢圖模塊，所述通訊模塊由通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序組成，其 數據結構主要由一個通訊命令消息隊列、 一個通訊發送池、 一個通訊接收池組
成；所述主控模塊執行如下步驟
步驟一發出指令，啟動並執行初始化模塊，使程序處於待機狀態； 步驟二根據各模塊的觸發條件，分別調用上下位機數據傳輸的通訊模塊 中的通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序、監控空壓機開機並作授權判斷的 遠程控制及加密模塊、用於空壓機物理參數顯示和存儲的狀態顯示及記錄保存 模塊、對空壓機物理參數進行分析、優化的趨勢圖模塊，並執行相關的模塊功 能；
步驟三檢測用戶是否按下了退出按鍵，如是則執行第4步驟，如否則執 行第2步驟；
步驟四退出本主控模塊程序。 所述步驟一的初始化模塊按如下步驟執行
步驟1.1:判斷是否建立存儲歷史數據和記錄數據的目錄路徑，如是則執 行第二步驟，如否則執行第三步驟；
步驟1.2、在計算機中建立歷史數據和記錄數據的目錄路徑； 步驟1.3、檢測計算機通訊埠並與空壓機控制裝置建立連接； 步驟1.4、將計算機系統中的數據初始化賦值；
步驟1.5、對通訊間隔定時器進行檢測，並啟動通訊間隔定時器。 所述步驟二的通訊應用層接口程序按如下步驟執行
步驟2. 1. 1、接受其他模塊需要從空壓機得到信息或向空壓機傳送的命令， 調用該接口程序提交通訊申請；
步驟2. 1.2、檢測判斷通訊命令消息隊列是否為滿；如未滿則執行步驟三，
如已滿則設置回調標誌位為COM—QUEUE0VERFL0W，程序結束；
步驟2.1.3、將通訊命令數據壓入通訊命令消息隊列尾，排隊等待由通訊
傳輸層程序進行處理，程序結束；
所述步驟二的通訊傳輸層程序按如下步驟執行
步驟2.2.1、在設定的通訊間隔定時器時間到後，檢測通訊命令消息隊列 是否為空，如為空則程序結束；
步驟2.2.2、在通訊命令消息隊列中壓出需傳輸的數據，並交付計算機串 口進行發送；步驟2.2.3、在數據傳輸過程中判斷是否有傳輸中斷信號，如無中斷信號
則程序進行數據解碼並設置回調標誌位為COM—SUCCESS,程序結束，如程序接 受到中斷信號則執行下述步驟；
步驟2.2.4、程序接受到中斷信號後，分別判斷是否接受完成一幀數據，CRC 校驗是否通過，站號、功能碼是否正確，上述判斷為否時，程序設置回調標誌位 為C0M一QUEUE0VERFL0W，程序結束，上述判斷為是時，則程序進行數據解碼並 設置回調標誌位為C0M—SUCCESS,程序結束。
所述步驟二的遠程控制及加密模塊按下述步驟執行
步驟2.3. 1、輪循檢測計算機輸入設備是否按下"啟動"按鍵，
步驟2.3.2、程序接受"啟動"命令後，通過計算機USB接口讀取硬體加密 密碼並檢測密碼是否正確，如檢測通過則向通訊模塊提交"啟動通訊命令"， 程序結束，如密碼檢測未通過，則執行下述步驟；
步驟2.3.3、根據密碼錯誤類型，程序在人機界面作出錯誤提示並要求重 新輸入正確密碼或提示用戶插入正確授權盤，然後程序返回第二步驟。
所述步驟二的狀態顯示及記錄保存模塊按下述步驟執行
步驟2.4. 1、根據系統初始時間設定，檢測通訊模塊回調標誌位是否為 COM_SUCCESS，判斷為否程序結束，判斷為是執行下一步驟；
步驟2.4.2、根據程序的時間設定，通過通訊模塊從空壓機取得數據並計算機 處理後在人機界面顯示空壓機排氣壓力、排氣溫度、運行時間、電機電壓、電流 數據，通過計算機位運算顯示空壓機啟/停、輕/重故障的位狀態；
步驟2.4. 3、程序通過人機界面詢問是否保存所述空壓機數據和狀態信息， 如是則存入初始化模塊設定的目錄路徑後程序結束，如否程序結束。
所述步驟二的趨勢圖模塊按下述步驟執行
步驟2.5. 1、根據系統初始時間設定，程序以500ms為時間周期並行採樣 並保存空壓機排氣壓力、排氣溫度、電機電壓和電機各相電流的數據，
步驟2.5.2、對所採樣和存儲的數據進行處理，計算各物理量的上下限， 通過Lagrange插值算法對數據進行優化，計算出數據採集點以外的數據，從 而使所採樣的物理量的曲線更加平滑，並畫出各物理量相應的趨勢曲線步驟2.5.3、根據標誌位判斷是否顯示趨勢曲線圖，如否程序結束，如是則判斷各物理量坐標軸的顯示方式，顯示出相應物理量的坐標軸。
所述計算機的通訊接口是RS232接口 ，空壓機控制裝置的接口是RS485接口 ， 所述RS232接口和RS485接口通過接口轉換器連接。
由於本發明空壓機遠程監控的計算機控制方法採用了上述技術方案，即通過 計算機總線對空壓機進行遠程控制，該控制方法人機界面友好，通用性強，提 高了使用的便捷性、普遍性和靈活性；本方法採用模塊化設計，結構清晰，各 模塊接口和實現分離，優化了模塊設計的周期，提高了系統的可靠性。
下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明
圖1為本空壓機遠程監控計算機控制方法的模塊總圖，
圖2為本空壓機遠程監控計算機控制方法的主控模塊流程圖，
圖3為本空壓機遠程監控計算機控制方法的初始化模塊流程圖，
圖4為本空壓機遠程監控計算機控制方法的通訊應用層接口模塊流程圖，
圖5為本空壓機遠程監控計算機控制方法的通訊傳輸層模塊流程圖，
圖6為本空壓機遠程監控計算機控制方法的遠程控制及加密模塊流程圖，
圖7為本空壓機遠程監控計算機控制方法狀態顯示及記錄保存模塊流程圖，
圖8為本空壓機遠程監控計算機控制方法的趨勢圖模塊流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本空壓機遠程監控的計算機控制方法，包括連接計算機通訊接 口的空壓機控制裝置接口，其還包括計算機控制的主控模塊1和受主控模塊1控 制調用的系統初始化模塊2、數據傳輸的通訊模塊3、用於空壓機啟動的遠程 控制及加密模塊4、空壓機運行的狀態顯示及記錄保存模塊5和空壓機運行參 數的趨勢圖模塊6，所述通訊模塊3由通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序 組成，其數據結構主要由一個通訊命令消息隊列、 一個通訊發送池、 一個通訊 接收池組成；
如圖2所示，所述主控模塊l執行如下步驟
步驟一發出指令，啟動並執行初始化模塊，使程序處於待機狀態；
8步驟二根據各模塊的觸發條件，分別調用上下位機數據傳輸的通訊模塊 中的通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序、監控空壓機開機並作授權判斷的 遠程控制及加密模塊、用於空壓機物理參數顯示和存儲的狀態顯示及記錄保存 模塊、對空壓機物理參數進行分析、優化的趨勢圖模塊，並執行相關的模塊功 能；
步驟三檢測用戶是否按下了退出按鍵，如是則執行第4步驟，如否則執 行第2步驟；
步驟四退出本主控模塊程序。
如圖3所示，所述步驟一的初始化模塊2按如下步驟執行-
步驟1.1:判斷是否建立存儲歷史數據和記錄數據的目錄路徑，如是則執 行第二步驟，如否則執行第三步驟；
步驟1.2、在計算機中建立歷史數據和記錄數據的目錄路徑； 步驟1. 3、檢測計算機通訊埠並與空壓機控制裝置建立連接； 步驟1. 4、將計算機系統中的數據初始化賦值；
步驟1.5、對通訊間隔定時器進行檢測，並啟動通訊間隔定時器。 如圖4所示，所述步驟二的通訊應用層接口程序按如下步驟執行 步驟2. 1. 1、接受其他模塊需要從空壓機得到信息或向空壓機傳送的命令， 調用該接口程序提交通訊申請；
步驟2. 1.2、檢測判斷通訊命令消息隊列是否為滿；如未滿則執行步驟三，
如已滿則設置回調標誌位為COM—QUEUE0VERFL0W，程序結束；
步驟2.1.3、將通訊命令數據壓入通訊命令消息隊列尾，排隊等待由通訊
傳輸層程序進行處理，程序結束；
如圖5所示，所述步驟二的通訊傳輸層程序按如下步驟執行
步驟2.2.1、在設定的通訊間隔定時器時間到後，檢測通訊命令消息隊列
是否為空，如為空則程序結束；
步驟2.2.2、在通訊命令消息隊列中壓出需傳輸的數據，並交付計算機串
口進行發送；
步驟2.2.3、在數據傳輸過程中判斷是否有傳輸中斷信號，如無中斷信號 則程序進行數據解碼並設置回調標誌位為COM—SUCCESS,程序結束，如程序接受到中斷信號則執行下述步驟；
步驟2. 2. 4、程序接受到中斷信號後，分別判斷是否接受完成一幀數據，CRC 校驗是否通過，站號、功能碼是否正確，上述判斷為否時，程序設置回調標誌位 為C0M—QUEUE0VERFL0W，程序結束，上述判斷為是時，則程序進行數據解碼並 設置回調標誌位為COM一SUCCESS，程序結束。
如圖6所示，所述步驟二的遠程控制及加密模塊4按下述步驟執行
步驟2.3. 1、輪循檢測計算機輸入設備是否按下"啟動"按鍵，
步驟2.3.2、程序接受"啟動"命令後，通過計算機USB接口讀取硬體加密 密碼並檢測密碼是否正確，如檢測通過則向通訊模塊提交"啟動通訊命令"， 程序結束，如密碼檢測未通過，則執行下述步驟；
步驟2.3.3、根據密碼錯誤類型，程序在人機界面作出錯誤提示並要求重 新輸入正確密碼或提示用戶插入正確授權盤，然後程序返回第二步驟。
如圖7所示，所述步驟二的狀態顯示及記錄保存模塊5按下述步驟執行
步驟2.4. 1、根據系統初始時間設定，檢測通訊模塊回調標誌位是否為 COM—SUCCESS,判斷為否程序結束，判斷為是執行下一步驟；
步驟2.4.2、根據程序的時間設定，通過通訊模塊從空壓機取得數據並計算機 處理後在人機界面顯示空壓機排氣壓力、排氣溫度、運行時間、電機電壓、電流 數據，通過計算機位運算顯示空壓機啟/停、輕/重故障的位狀態；
步驟2. 4. 3、程序通過人機界面詢問是否保存所述空壓機數據和狀態信息， 如是則存入初始化模塊設定的目錄路徑後程序結束，如否程序結束。
如圖8所示，所述步驟二的趨勢圖模塊6按下述步驟執行
步驟2.5.1、根據系統初始時間設定，程序以500ms為時間周期並行採樣 並保存空壓機排氣壓力、排氣溫度、電機電壓和電機各相電流的數據，
步驟2.5.2、對所採樣和存儲的數據進行處理，計算各物理量的上下限， 通過Lagrange插值算法對數據進行優化，計算出數據採集點以外的數據，從 而使所採樣的物理量的曲線更加平滑，並畫出各物理量相應的趨勢曲線步驟2.5.3、根據標誌位判斷是否顯示趨勢曲線圖，如否程序結束，如是 則判斷各物理量坐標軸的顯示方式，顯示出相應物理量的坐標軸。
所述計算機的通訊接口是RS232接口 ，空壓機控制裝置的接口是RS485接口 ，所述RS232接口和RS485接口通過接口轉換器連接。
權利要求
1、一種空壓機遠程監控的計算機控制方法，包括連接計算機通訊接口的空壓機控制裝置接口，其特徵在於其還包括計算機控制的主控模塊和受主控模塊控制調用的系統初始化模塊、數據傳輸的通訊模塊、用於空壓機啟動的遠程控制及加密模塊、空壓機運行的狀態顯示及記錄保存模塊和空壓機運行參數的趨勢圖模塊，所述通訊模塊由通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序組成，其數據結構主要由一個通訊命令消息隊列、一個通訊發送池、一個通訊接收池組成；所述主控模塊執行如下步驟步驟一發出指令，啟動並執行初始化模塊，使程序處於待機狀態；步驟二根據各模塊的觸發條件，分別調用上下位機數據傳輸的通訊模塊中的通訊應用層接口程序和通訊傳輸層程序、監控空壓機開機並作授權判斷的遠程控制及加密模塊、用於空壓機物理參數顯示和存儲的狀態顯示及記錄保存模塊、對空壓機物理參數進行分析、優化的趨勢圖模塊，並執行相關的模塊功能；步驟三檢測用戶是否按下了退出按鍵，如是則執行第4步驟，如否則執行第2步驟；步驟四退出本主控模塊程序。
2、 根據權利要求l所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於 所述步驟一的初始化模塊按如下步驟執行步驟1.1:判斷是否建立存儲歷史數據和記錄數據的目錄路徑，如是則執 行第二步驟，如否則執行第三步驟；步驟1.2、在計算機中建立歷史數據和記錄數據的目錄路徑； 步驟1.3、檢測計算機通訊埠並與空壓機控制裝置建立連接； 步驟1.4、將計算機系統中的數據初始化賦值；步驟1.5、對通訊間隔定時器進行檢測，並啟動通訊間隔定時器。
3、 根據權利要求l所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於 所述步驟二的通訊應用層接口程序按如下步驟執行步驟2. 1. 1、接受其他模塊需要從空壓機得到信息或向空壓機傳送的命令，調用該接口程序提交通訊申請；步驟2.1.2、檢測判斷通訊命令消息隊列是否為滿；如未滿則執行步驟三， 如已滿則設置回調標誌位為COM一QUEUEOVERFLOW，程序結束；步驟2.1.3、將通訊命令數據壓入通訊命令消息隊列尾，排隊等待由通訊 傳輸層程序進行處理，程序結束；所述步驟二的通訊傳輸層程序按如下步驟執行步驟2.2.1、在設定的通訊間隔定時器時間到後，檢測通訊命令消息隊列 是否為空，如為空則程序結束；步驟2.2.2、在通訊命令消息隊列中壓出需傳輸的數據，並交付計算機串 口進行發送；步驟2.2.3、在數據傳輸過程中判斷是否有傳輸中斷信號，如無中斷信號 則程序進行數據解碼並設置回調標誌位為COM_SUCCESS,程序結束，如程序接 受到中斷信號則執行下述步驟；步驟2. 2.4、程序接受到中斷信號後，分別判斷是否接受完成一幀數據，CRC 校驗是否通過，站號、功能碼是否正確，上述判斷為否時，程序設置回調標誌位 為C0M—QUEUEOVERFLOW，程序結束，上述判斷為是時，則程序進行數據解碼並 設置回調標誌位為COM一SUCCESS，程序結束。
4、 根據權利要求l所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於 所述步驟二的遠程控制及加密模塊按下述步驟執行步驟2.3. 1、輪循檢測計算機輸入設備是否按下"啟動"按鍵， 步驟2.3.2、程序接受"啟動"命令後，通過計算機USB接口讀取硬體加密密碼並檢測密碼是否正確，如檢測通過則向通訊模塊提交"啟動通訊命令"，程序結束，如密碼檢測未通過，則執行下述步驟；步驟2.3.3、根據密碼錯誤類型，程序在人機界面作出錯誤提示並要求重新輸入正確密碼或提示用戶插入正確授權盤，然後程序返回第二步驟。
5、 根據權利要求l所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於 所述步驟二的狀態顯示及記錄保存模塊按下述步驟執行步驟2.4.1、根據系統初始時間設定，檢測通訊模塊回調標誌位是否為 COM一SUCCESS，判斷為否程序結束，判斷為是執行下一步驟；步驟2.4.2、根據程序的時間設定，通過通訊模塊從空壓機取得數據並計算機 處理後在人機界面顯示空壓機排氣壓力、排氣溫度、運行時間、電機電壓、電流 數據，通過計算機位運算顯示空壓機啟/停、輕/重故障的位狀態；步驟2. 4. 3、程序通過人機界面詢問是否保存所述空壓機數據和狀態信息， 如是則存入初始化模塊設定的目錄路徑後程序結束，如否程序結束。
6、 根據權利要求1所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於-所述步驟二的趨勢圖模塊按下述步驟執行步驟2. 5. 1、根據系統初始時間設定，程序以500ms為時間周期並行採樣 並保存空壓機排氣壓力、排氣溫度、電機電壓和電機各相電流的數據，步驟2.5.2、對所採樣和存儲的數據進行處理，計算各物理量的上下限， 通過Lagrange插值算法對數據進行優化，計算出數據採集點以外的數據，從 而使所採樣的物理量的曲線更加平滑，並畫出各物理量相應的趨勢曲線圖；步驟2.5.3、根據標誌位判斷是否顯示趨勢曲線圖，如否程序結束，如是 則判斷各物理量坐標軸的顯示方式，顯示出相應物理量的坐標軸。
7、 根據權利要求l所述的空壓機遠程監控的計算機控制方法，其特徵在於: 所述計算機的通訊接口是RS232接口，空壓機控制裝置的接口是RS485接口，所述 RS232接口和RS485接口通過接口轉換器連接。
全文摘要
本發明公開了一種空壓機遠程監控的計算機控制方法，其包括負責整個程序流程與組織的主控模塊；設定記錄保存路徑、檢測通訊埠、數據初始化賦值、啟動相應定時器的初始化模塊；處理信息傳輸的通訊模塊；接受控制命令並作有效性檢查的遠程控制及加密模塊；顯示並保存系統運行信息的狀態顯示及記錄保存模塊；對系統運行數據處理並作相應分析的趨勢圖模塊。本方法將計算機模塊運行通過總線對空壓機進行遠程控制，其人機界面友好，通用性強，提高了使用的便捷性、普遍性和靈活性；本方法採用模塊化設計，結構清晰，各模塊接口和實現分離，優化了模塊設計的周期，提高了系統的可靠性。
文檔編號F04C28/00GK101469709SQ20071017347
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者蔡邦傑, 許慶濤, 鄭文棟, 鄭文灝 申請人:上海開通數控有限公司