應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法

2024-02-13 17:35:15

專利名稱：：應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法
技術領域：
：本發明涉及的是一種串行通信方法，特別涉及的是一種應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法。
背景技術：
：隨著自動化技術的不斷發展，各種各樣的實時監測系統和裝置在工業上廣泛應用，對於電機而言，其故障檢測裝置可實時監測電動機運行狀態，對其早期故障進行檢測，判斷電機故障類型和故障嚴重程度，幫助設備維修人員合理制定維修計劃，保證生產順利進行，因而在工業生產中日益受到重視。由於故障檢測裝置與所述的上位機之間要對監控信息進行傳送，因此一般採用如RS-232等串行通信接口標準來進行串行通信，由於所述的串行通信接口標準具有連接簡單、數據傳遞可靠等優點，廣泛應用於工業監控和數據採集系統中。現有的電機故障檢測裝置或者沒有串行通信功能，或者雖有此功能，但實現較複雜，通信的可靠性不夠理想。本裝置與上位機(一般為PC機)之間的通信採用RS-232串行通信方式。編寫上位機串行通信程序時，可使用WindowsAPI函數操作串口，但這種方法編程困難。實際中常常引用Microsoft公司提供的MSComm控制項來簡化編程，在該控制項的接收中斷事件中讀取串口接收緩衝區中的數據，但這種方法僅適用於短幀數據的小數據量傳輸，在大數據量傳輸長度不固定的數據時經常出現單幀數據發送過程中觸發多次接收中斷的情況，導致單幀數據被分成多段接收，通信可靠性較低。鑑於上述缺陷，本發明創作者經過長時間的研究和實踐終於獲得本創作。
發明內容本發明的目的在於，提供一種應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，用以克服上述缺陷。為實現上述目的，本發明採用的技術方案在於，提供一種應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，所述的串行通信接口標準設置於電機故障檢測裝置與上位機之間，其包括的步驟為步驟a:所述的電機故障檢測裝置通信初始化；步驟b:當有數據傳送請求時，所述的電機故障檢測裝置發送相應的一幀數據到所述上位機的串行通信接口；步驟c:所述的上位機通信程序產生接收中斷，並延時固定時間間隔，從串口接收緩存區中讀取數據；步驟d:判斷所述的接收到的數據的第一個字節是否正確，如果正確執行下述步驟e，否則執行下述步驟g;步驟e:判斷所述的接收到的數據的總字節數是否正確，如果正確執行下述步驟f,否則執^f於下述步驟g;步驟f:向所述的電機故障檢測裝置發送第一握手數據，執行下述步驟h;步驟g:向所述的電機故障檢測裝置發送第二握手數據，執行下述步驟h;步驟h:所述的電機故障檢測裝置判斷在一預定時間內是否收到所述上位機回發的握手數據，如果收到執行下述步驟i,否則執行下述步驟j;步驟i:判斷收到的握手數據是否為一第一握手數據，如果是執行下述步驟n,否則執行下述步驟j;步驟j:通信失敗計數加1;步驟k:判斷通信失敗計數是否大於p，其中p為正整數，如果是執行下述步驟m,否則執行下述步驟l;步驟l:所述的電機故障檢測裝置重新發送當前一幀數據，執行上述步驟c;步驟m:提示通信錯誤，執行下述步驟o;步驟n:判斷是否發送完畢，如果發送完畢執行下述步驟o,否則執行上述步驟b;步驟o:發送結束。較佳的，所述的串行通信接口標準為RS-232、RS-422或RS-485其中之一。較佳的，所述的幀數據的結構由首位到末位依次為數據類型、有效數據以及累加校驗和。較佳的，在所述的步驟f中發送第一握手數據之前還包括判斷所述的接收到的數據的累加校驗和是否正確，如果正確則發送第一握手數據，否則執行下述步驟g。較佳的，所述的步驟C中延時固定時間間隔，由單幀數據的最大長度除以串行口波特率得出，並留出裕量。較佳的，所述的有效數據為串行通信內容，其包括電機鋁牌數據、實時顯示數據以及電機故障數據。與現有技術比較本發明的有益效果在於，簡化了裝置通信軟體的設計，又確保了裝置的故障檢測功能的充分實現和串行通信的可靠性，使裝置具有較大的應用前景和推廣使用價值。圖1為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統的結構示意圖2A為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法中,所述的電機故障檢測裝置端運行的流程圖2B為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法中,所述的上位^L端運行的流程圖3為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法中幀結構的示意圖。具體實施例方式以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。請參閱圖1所示，其為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統的結構示意圖；其包括若干電機故障檢測裝置11......ln，通過串行通信接口標準與所述的上4立才幾2進行通信，所述的上位才幾可以是PC才幾，所述的傳輸的內容為電機銘牌數據、實時顯示數據以及電機故障數據，其中所述的串行通信接口標準為RS-232、RS-422或RS-485其中之一，而本實施例以RS-232為例進行描述，其他的類似接口形式對本領域普通技術人員而言，在本發明思想的基礎之上，是可以進行等效替換的，這裡就不再贅述。請參閱圖2A和圖2B所示，其分別為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法中，所述的電才幾故障檢測裝置端運行的流程圖以及上位機端運行的流程圖；其包括的步驟是步驟al:所述的電才幾故障檢測裝置通信初始化；步驟a2:當有數據傳送請求時，所述的電機故障檢測裝置發送相應的一幀數據到所述上位機的RS-232接口；步驟a3:所述的上位機通信程序產生接收中斷，並延時固定時間間隔，從串口接收緩存區中讀取數據；步驟a4:判斷所述的接收到的數據的第一個字節是否正確，如果正確執行下述步驟a5,否則執行下述步驟a8;步驟a5:判斷所述的接收到的數據的總字節數是否正確，如果正確執行下述步驟a6，否則執行下述步驟a8;步驟a6:判斷所述的接收到的數據的累加校驗和是否正確，如果正確執行下述步驟a7，否則執4於下述步驟a8;步驟a7:向所述的電機故障檢測裝置發送第一握手數據0FH，執行下述步驟a9;步驟a8:向所述的電機故障檢測裝置發送第二握手數據F0H，執行下述步驟a9;步驟a9:所述的電機故障檢測裝置判斷在一預定時間t內是否收到所述上位機回發的握手數據，其中t可以為l秒，如果收到執行下述步驟a10，否則執行下述步驟all;步驟alO:判斷收到的握手數據是否為一第一握手數據OFH,如果是執行下述步驟al5，否則執行下述步驟all;all:通信失敗計數加1;聚al2:判斷通信失敗計數是否大於p,其中p為正整數，其可以為2，如果是執4於下述步驟a14，否則執行下述步驟al3;步驟al3:所述的電機故障檢測裝置重新發送當前一幀數據，執行上述步驟a3;步驟al4:提示通信錯誤；步驟al5:判斷是否發送完畢，如果發送完畢則通信結束。其中，所述的中斷是由上位機通信程序中的MSComm控制項產生的，所述的步驟a3中延時固定時間間隔，由單幀數據的最大長度除以串行口波特率得出，並留出適當的裕量，保證一幀數據完整地發送到串口接收緩衝區後再讀取數據，避免了單幀數據發送過程中觸發多次接收中斷的情況，之後依次檢驗數據的首字節、總字節數目和累加校驗和是否正確並回發相應握手數據，保證了串行通信的可靠性。請參閱圖3所示，其為本發明應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法中幀結構的示意圖，所述的幀結構包括由首位到末位依次為數據類型、有效數據以及累加校驗和。其中，所述的數據類型為數據幀的首字節；所述的有效數據為串行通信內容，其包括電機銘牌數據、實時顯示數據以及電機故障數據；所述的累加校驗和為數據幀的最後兩個字節，是所有有效數據的算術累加和；通常一幀電機銘牌數據長度為21位元組，一幀實時顯示數據長度為89位元組，一幀電機故障數據長度為21位元組。所述的串行通信內容具體數據結構描述如下，其中所述的電機銘牌數據包括tableseeoriginaldocumentpage8所述的實時顯示數據包括電機編號，數據類型unsignedint，2位元組；工頻頻率，數據類型float,4位元組；功率因數float,4位元組；視在功率float,4位元組；有功功率，數據類型float,4位元組；無功功率，數據類型float,4位元組；三相線電流有效值，數據類型float,4位元組;三相線電壓有效值，數據類型float,4位元組;三相阻抗，數據類型float,4位元組；三相電阻，數據類型float,4位元組；三相電感，數據類型float,4位元組。所述的電機故障數據包括電才幾編號，數據類型unsignedint,2位元組；故障次H數據類型unsignedint,2位元組；故障類型，其包括轉子斷條、氣隙偏心、接頭鬆動、匝間短路/三相繞組匝數相差過大、相間短路、定子繞組單相接地短路、定子繞組兩相接地短路、定子繞組斷相、繞組接線錯誤、電壓衝擊、電壓衰減、電壓尖峰以及電源缺相等，數據類型unsignedint,2位元組；故障時間，其包括年、月、日、時、分以及秒，數據類型unsignedint，2位元組。以上所述僅為本發明的較佳實施例，對本發明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業技術人員理解，在本發明權利要求所限定的精神和範圍內可對其進行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發明的保護範圍內。權利要求1、一種應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，所述的串行通信接口標準設置於電機故障檢測裝置與上位機之間，其特徵在於，其包括的步驟為步驟a所述的電機故障檢測裝置通信初始化；步驟b當有數據傳送請求時，所述的電機故障檢測裝置發送相應的一幀數據到所述上位機的串行通信接口；步驟c所述的上位機通信程序產生接收中斷，並延時固定時間間隔，從串口接收緩存區中讀取數據；步驟d判斷所述的接收到的數據的第一個字節是否正確，如果正確執行下述步驟e，否則執行下述步驟g；步驟e判斷所述的接收到的數據的總字節數是否正確，如果正確執行下述步驟f，否則執行下述步驟g；步驟f向所述的電機故障檢測裝置發送第一握手數據，執行下述步驟h；步驟g向所述的電機故障檢測裝置發送第二握手數據，執行下述步驟h；步驟h所述的電機故障檢測裝置判斷在一預定時間內是否收到所述上位機回發的握手數據，如果收到執行下述步驟i，否則執行下述步驟j；步驟i判斷收到的握手數據是否為一第一握手數據，如果是執行下述步驟n，否則執行下述步驟j；步驟j通信失敗計數加1；步驟k判斷通信失敗計數是否大於p，其中p為正整數，如果是執行下述步驟m，否則執行下述步驟1；步驟l所述的電機故障檢測裝置重新發送當前一幀數據，執行上述步驟c；步驟m提示通信錯誤，執行下述步驟o；步驟n判斷是否發送完畢，如果發送完畢執行下述步驟o，否則執行上述步驟b；步驟o發送結束。2、根據權利要求1所述的應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其特徵在於，所述的串行通信接口標準為RS-232、RS-422或RS-485其中之一。3、根據權利要求2所述的應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其特徵在於，所述的幀數據的結構由首位到末位依次為數據類型、有效數據以及累加校驗和。4、根據權利要求3所述的應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其特徵在於，在所述的步驟f中發送第一握手數據之前還包括判斷所述的接收到的數據的累加校驗和是否正確，如果正確則發送第一握手數據，否則執行下述步驟g。5、根據權利要求2所述的應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其特徵在於，所述的步驟c中延時固定時間間隔，由單幀數據的最大長度除以串行口波特率得出，並留出裕量。6、根據權利要求3所述的應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其特徵在於，所述的有效數據為串行通信內容，其包括電機銘牌數據、實時顯示數據以及電機故障數據。全文摘要本發明是一種應用串行通信接口標準實現的電機故障檢測系統通信方法，其是在電機故障檢測裝置通信初始化後，當有數據傳送請求時，電機故障檢測裝置對通信數據存儲區的內容進行更新，然後進行數據傳送。上位機通信程序產生接收中斷後，延時固定時間間隔，再讀取串口接收緩衝區中的數據；最後依次檢驗數據的首字節以及總字節數目是否正確，並回發相應握手數據。從而達到既簡化了裝置通信軟體的設計，又確保了裝置的故障檢測功能的充分實現和串行通信的可靠性的目的。文檔編號G06F13/38GK101561967SQ20081009376公開日2009年10月21日申請日期2008年4月18日優先權日2008年4月18日發明者佟為明,雷盧,李中偉,李鳳閣,林景波,趙志衡,金顯吉申請人:哈爾濱工業大學