一种用于高频高压静电除尘电源的通信模块及实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及数据采集和通讯系统技术领域，特别设及一种用于高频高压静电除尘 电源的通信模块及实现方法。
【背景技术】
[0002] 高频高压静电除尘电源是火力发电厂、水泥厂和钢铁厂等高粉尘污染企业静电除 尘设备的核屯、装置，其输出电压平均值高达几十千伏，工作频率在几十千赫兹W上，并且具 有高速的闪络控制能力，运就需要电源控制系统需要保证高速的运行速度来处理相应的数 据和控制闪络的能力，因此在传输数据的能力就难W达到很高的要求，只能使用结构相对 简单，易于成帖，且具有一定准确率的自由协议来传递数据，而上位机监控设备需要实时监 控高频电源的工作状态，当发生异常时，需要立刻做出反应，W防止设备损坏和人员伤亡， 普通的自由协议使用串行链路通信，其传输速度最高只能达到38. 4KB/S，无法满足多个电 源设备数据传输到上位机的要求。
【发明内容】
[0003] 为解决现有技术中存在的W上问题，本发明公开了一种用于高频高压静电除尘电 源的通信模块，包括上位机总监控系统、电源通信系统、电源控制系统W及网络，所述电源 通信系统通过W太网使用Mo地USTCP与上位机总监控系统连接，所述电源通信系统通过 RS485或RS232使用Mo地USRTU与现场监控系统连接，所述电源通信系统通过RS485或 RS232使用自由协议与电源控制系统连接；所述电源通信系统内部设置有嵌入式操作系统 和定时器，所述上位机总监控系统内设置有定时器。
[0004] 进一步的，所述自由协议包括标志字符、起始字符、命令字符、数据字符、结束字 符W及校验和，每个字符采用十六进制，其中标志字符（OxlO)为DLE，起始字符（0x02)为 STX，结束字符（0x03)为ETX。 阳0化]一种用于高频高压静电除尘电源的通信模块的实现方法，具体步骤如下：
[0006] 步骤1 :从上位机总监控系统中的上位机发送数据，通过上位机总监控系统内部 的定时器判断是否超时，如果超时则产生报错将信息反馈至上位机总监控系统，如果不超 时则进入步骤2 ;
[0007] 步骤2-1 :数据传输至电源通信系统，将数据中的命令和地址内容取出，然后将命 令和地址分装成自有协议，之后数据通过串口链路发送给电源通信系统；
[0008] 步骤2-2 :数据传输至电源通信系统，数据根据Mo地USTCP帖格式预留部分内容， 之后形成标准Mo地USTCP标准协议，最后使用W太网接口发送协议给上位机总监控系统；
[0009] 步骤3 :电源通信系统内使用定时器进行定时，并进行判断是否超时，如果超时则 得出电源信息系统与电源控制系统之间线路出错的结论并将结论传送至上位机总监控系 统，如果不超时则进入步骤4 ;
[0010] 步骤4 :电源控制系统定时器开始定时接收数据，并通过定时器判断是否超时，如 果不超时则返回至电源控制系统继续进行数据接收，如果超时则进入步骤5 ;
[0011] 步骤5 :-帖数据传输完成后电源控制系统对数据进行分析，对STX和ETX进行校 验并校验检验和，然后根据协议内容进行数据采集，形成自有协议发送给电源通信系统；
[0012] 步骤6:电源通信系统内部定时器开始定时接收数据并通过定时器判断是否超 时，如果不超时则继续进行数据接收，如果超时则进入步骤7 ;
[0013] 步骤7 :-帖数据传输完成后电源通信系统对数据进行分析，对STX和ETX进行校 验并校验检验和，然后根据采集到的数据内容使用操作系统进行优先级分配；
[0014] 步骤8-1 :优先分配后的数据内容形成标准Mo地USTCP标准协议，并使用W太网 接口发送协议给上位机总监控系统；
[0015] 步骤8-2 :优先分配后的数据内容形成Mo地USRTU标准协议，并使用串行链路接 口发送给现场监控系统。
[0016] 其中所述步骤5的具体实现方法如下：
[0017] 第一步：提取从串口接收到的数据，并对数据进行检验，判断标志字节DLE后是否 是起始字节STX，W及判断数据帖结尾是否是结尾字节ETX;
[0018] 第二步：检验无误判定只有一个数据帖后，判断校验和是否为地址、命令、data的 字节和取补；
[0019] 第=步：将为了防止干扰帖分界的转义字节DLE删除；
[0020] 第四步：将数据帖内容中的命令、寄存器地址W及寄存器起始地址内容取出，并根 据命令、寄存器地址W及寄存器起始地址进行数据采集；
[0021] 第五步：将采集到的数据重新按照上述自有协议的格式重新封装，通过串口链路 RS232或RS485发送给电源通信模块。
[0022] 其中所述步骤7的具体实现方法如下：
[002引第1步：提取从串日接收到的数据，并对数据进行检验，判断标志字节DLE后是否 是起始字节STX，W及判断数据帖结尾是否是结束字节ETX;
[0024] 第2步：检验无误判定只有一个数据帖后，判断检验和是否为地址、命令、data的 字节和取补；
[0025] 第3步：将为了防止干扰帖分界的转义字节DLE删除；
[0026] 其中所述步骤8-1中将数据内容形成Mo地USTCP的具体方法为：将命令字节转换 成Mo地US所要求命令字节内容，并把寄存器地址，寄存器起始地址填充为满足Mo地US标准 协议的两个字节，其中高字节填充0x00;最后去除自有协议校验和，将协议转换部分所保 留的五个字节数据填充到帖头形成标准的Mo地USTCP协议格式。
[0027] 其中所述步骤8-2中将数据内容形成Mo地USRTU的具体方法为：将命令字节转换 成Mo地US所要求命令字节内容，并把寄存器地址，寄存器起始地址填充为满足Mo地US标准 协议的两个字节，其中高字节填充0x00;最后去除自有协议校验和，末端填充两个字节的 Mo地US标准协议CRC16检验码形成标准的Mo地USRTU协议格式。
[0028] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0029] 1、利用嵌入式软硬件平台，将高频高压静电除尘电源控制系统的自由协议转换成 与上位机通用监控软件相兼容的标准协议，实现协议转换的功能；
[0030] 2、使用一种高速、误码率低、成帖简单的自由协议，降低高频高压静电除尘电源控 制系统的成帖难度，并提高数据错误检验能力；
[0031] 3、采用多任务处理，根据数据重要程度优先传输指定数据；
[0032] 4、使用定时器超时方法，检验线路是否通杨，易于判断通信线路出错地点。
【附图说明】
[0033] 图1是本发明的结构示意图；
[0034] 图2是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明。
[0036] 如图1所示，包括上位机总监控系统，电源控制系统、电源通信系统、现场监控系 统W及网络；电源通信系统通过RS232或RS485使用自由协议与电源控制系统相连，电源通 信系统通过RS232或RS485使用Mo地USRTU现场监控设备相连，电源通信系统通过W太网 使用Mo地USTCP与上位机总监控系统相连。其中自由协议包括标志字符、起始字符、命令 字符、数据字符、结束字符W及校验和，每个字符采用十六进制。标志字符（OxlO)用DLE表 示，起始字符（0x02)用STX表示，结束字符（0x03)用ETX表示。
[0037] 电源通信系统设置有iiC/OSIII嵌入式操作系统，所述嵌入式操作系统用于管理 接收到的数据，对接收到的数据进行优先级的分配，优先传递电压、电流W及闪络频率给上 位机监控系统。
[0038] 上位机总监控系统及电源通信系统中都含有定时器，并通过定时器定时检测线路 状况，采用定时器定时等待响应，若未能在定时时间内返回数据，则根据定时器位置迅速找 到线路出错所在。
[0039] 上位机总监控系统使用IFIX组态软件循环发送标准协议查询高频高压静电除尘 电源数据，同时设定定时器等待响应，当超出定时器定时时间未能响应数据，则显示上位机 总监控系统与电源通信系统之间的传输线路出现故障。
[0040] 电源通信系统采用STM32F103作为核屯、，使用W太网接口接收到上位机总监控系 统的Mo地USTCP后，协议转换部分将前端五个字节数据保存不动，将后续命令字节，地址字 节取出，重新编写成电源控制系统所需要的自由协议格式，其中自由协议具体格式如下： [0041 ]
阳042]采用特殊字节作为开始和结束作为起始和结束的分界符。若接收方丢失了同步， 捜索标志字节就能找到当前帖的结束位置。当标志字节的位模式出现在数据中时，干扰帖 的分界时。发送方在数据链路层遇到运个标志字节前，插入一个相同的转义字节值L巧基 本格式。
[0043] 地址，命令，data:如果等于DLE，需再填充一个DLE;
[0044] 校验和：为地址、命令、data的字节和取补。
[0045] 电源通信模块将标准协议转换成自由协议后，通过串口链路发出，并使能定时器1 开始定时，当定时器1判断时间超过预定的时间比如超过IOms时，电源控制系统未能即时 响应相应数据，则通过W太网使用Mo地USTCP向上位机报错，上位机界面内容显示电源通 信模块与电源控制系统通信线路出错。
[0046] 电源控制系统通过串口接收到数据，为防止数据帖重叠、遗漏和多个数据同时到 达电源控制系统，进行数据帖校验，其中数据帖校验的具体步骤如下：
[0047] 步骤1 :使定时器2,判断并在接收数据时不断清零，当定时器的时间如果超过预 定时间比如超过Ims时，则判断一帖数据传输完毕。 W48] 步骤