介绍电力设备在线红外测温系统的软件设计与实现

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电信息技术电力设备在线红外测温系统的软件设计与实现林秀钦黄绪煜吴沃生刘益军(广东电网公司佛山供电局)摘要：介绍电力设备在线红外测温系统的软件设计与实现方案。电力设备红外测温系统完全在线运行，无需人工参与，实现实时远程精确测量电力系统设备的温度，后台系统可智能决策报警，根据测量结果自动分析电力系统设备运行状况，发现故障隐患并及时报警。关键词：红外测温；软件设计；电力设备O引言站内的循检器连接起来。系统采用分层分布式结构，分为过程层、网络层和站级层。过程层主要包括摄像红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛机和巡检器，主要完成原始数据的采集和数据转换工的辐射，温度在绝对零度(-273~C)以上的物体都会作；网络层主要由串口服务器和网络链路组成，串口不停地向外辐射红外线。红外测温是通过探测物体发服务器完成网络接口的转换，如果上位机不止一台，出的红外辐射，将辐射量换算成温度数值实现温度监还要对网络进行扩容，加装集线器或者交换机；站级测。随着红外热像技术的成熟和红外热像仪成本的降层主要包括温度监控主站和其它需要监测温度的工低，应用红外热像仪对电力系统进行检测，大大提高作站或者PC，其功能主要是完成数据处理和记录、了故障检测的成功率。画面显示、报警分析、打印等，同时负责与其它系统电力设备故障检测技术的发展趋势是预知状态的连接、上传数据到集控站等。检修，要求故障检测系统具有远程监控、自动报警、温升趋势分析等无需人参与的高度自动化功能[1】。红站级层外热像仪采用氧化钒探测器，专用的红外热像仪配套软件功能单一，无法满足上述要求，需要结合计算机对红外图像进行后期处理与温度数据的处理与管理J。单片机通过实时处理算法，实现现场图像的采集：网络层图像处理部分采用ARM+DSP方式；算法中的计算部分主要由DSP实现；子服务器主要用作实时图像处理、数据分析、数据存储等任务。图像处理算法可进行多目标温度提取，真正实现由人工巡检向状态监测过程层的转变。在线红外测温系统应用于电力系统可大量节约人力、物力成本，提高工作效率，进一步提高电力图1电力设备在线红外测温系统的硬件结构图设备安全性，为电力系统稳定运行提供有力保障。2系统的软件设计与实现1系统的硬件结构2．1红外测温系统的软件总体设计电力设备在线红外测温系统硬件结构如图1所电力设备在线红外测温系统的软件采用单片机示，其采用全数字化、星型网状拓扑网络结构，具有软件系统实现，用单片机结合按键控制温度的检测、很高的抗干扰能力，通过串口服务器将工控机和变电显示、报警、传输；并用管理平台软件界面实现温度6 的存储、查询、曲线报表等功能。本测温系统的软件扫描、声光报警、液晶显示、无线传输和组态王通信设计采用模块化的设计思想，把整个系统分成若干模等模块，软件设计框图如图2所示。块，主要包括主从控制器的主程序、红外测温、键盘图2电力设备在线红外测温系统的软件设计框图主程序模块主要实现系统初始化、温度检测、串流程图如图3所示。行口通信、键盘和显示等功能【3】。其中系统初始化包括串口通信中断、液晶显示、无线传输的初始化；红外测温模块获取温度数据、计算温度值；键盘扫描模块获取按键信息、处理按键请求等；显示模块获取并处理相应的温度数据：无线传输模块将测量的温度传到从控制器，以便送到管理平台处理；组态王通信模块完成组态王与单片机通信协议和格式等各种操作；数据展示模块通过WEB方式对数据进行展示；系统设置模块根据用户需要对系统参数进行设置。本文着重介绍该系统软件中的主程序模块、红外测温程序模块、无线收发CC1IOOE程序模块、组态王与单片机通信程序模块等设计。2．2主控制器的主程序模块设计本系统使用了无线收发模块，故需要两个单片机图3主控制器的主程序流程图处理器。当红外测温系统接通电源时，STC89C51单主程序如下：片机自动复位，开始运行自己的主程序。该程序首先Cpulnit0；对STC89C51初始化、液晶初始化、无线收发初始化；POWERUPRESETCC11000；然后给出开机显示；接着判断是否有按键输入，若没halRfWriteRfSettingsO；有则继续判断，若有第一个按键为目标温度测量，第halSpiWriteBurstReg(CCxxxaTable，二个按键为环境温度测量，第三个按键为数据的无线PaTabel，8)；发送；若是进行红外测温，则接收数据，并将计算的while(1)温度值显示出来，通过计算是否符合声光报警条件，{再通过第三个按键决定是否将温度值无线传输到管if(keyl0)N_ReadData(0x4c)；理平台处理；最后重新循环判断。主控制器的主程序elseif(ke：y20)N_ReadData(0x66)；2014年第35卷第4期自动化与信息工程7 elseif(key30)halRfSendPacket(Temperature，7)；if【(ReadData[0】：：==0x4c)&&(ReadData[4】===0xOd))N_switchO；elseif((ReadData[0]-~-0x66)&&(ReadData[4]==Ox0)N_switch0；if(key30)halRfSendPacket(Temperature，7)；}2_3从控制器的主程序模块STC89C51单片机自动复位，开始运行自己的主图4红外测温程序流程图程序。该程序首先对STC89C51初始化、无线模块初始化和组态王通信初始化；当无线收发模块接收到新红外测温系统的软件设计中，温度值的计算非常的数据时，从控制器把数据传到组态王上处理。重要，它关系到整个产品的设计精度，因此把温度数程序如下：据读取与计算用单独的程序给出[4]。因为红外测温模CpuInit0；块的数据是一位一位地送入单片机的，所以用双重循POWERUPRESET环：内循环接收1个字节的数据，外循环接收5个字_CC1moo；halRtWriteRfSettings0；节的数据。读测量数据的流程图如图5所示。halSpiWriteBurstReg(CCxxx0_PaTable，PaTabel，8)；T_init0；while(1){if(halRtReceivePacket(RxBuf,&leng))；Send_Process0；)2．4红外测温程序模块红外测温模块的数据输出信号和脉冲信号分别接单片机P2．4、P2．5口，测温控制端接P2-3口。此模块首先定义一个字符型数组用于存放读取到的一图5读测量数据程序流程图帧数据，然后启动测温，读取数据，数据是在脉冲的2．5无线收发程序模块下降沿一位一位传送的。把5个字节数据都读完后判无线收发数据在微机系统中经常出现，它的优势断第1个字节是否为0x4c或0x66，且第5个字节为是在于一定的范围内，可以随时随地搭建网络，不受OxOd；若是则计算温度值并存入，否则继续读取数据。限于硬件。CC1100E是一款Sub．GHz高性能射频收连续5次测量数据是为了得到更准确的温度。计算温发器，非常有利于传输数据。度，对5个温度值求和然后平均，得到电力设备的温11无线发送程序度，然后输入单片机进行处理。红外测温流程图如图voidhalRfSendPacket(uchartxBufer,ucharsize)4所示。f8 与电力系统设备的图像监控系统、消防系统等融合，[2]阳明，袁辉建．远程电力设备在线红外测温系统[．玎．测控技术，2013，32(11)：55-58．提高网络一体化程度。该系统的应用将大量减少人员[3】周阳修．红外测温在线监测系统的软件设计与实现[D]一E京：工作量，降低工作成本，提升工作效率，进而实现电华北电力大学，2012．力系统的无人值守。[4]赵振兵，高强，李然，等．红外测温在变电站远程图像监控系统中的实现[J]．电力系统通信，2005，26(150)：27-28，32．参考文献[5]叶福军．电力变电站温度智能监测网络研究与实现[J】．计算【1】史钦锋．基于红外热像仪的变电站电力变压器过热故障在机测量与控制，2009，17(1)：1l1．113．线监测[D】．南京：南京理工大学硕士论文，2009．SoftwareDesignandImplementationofOnlineInfraredTemperatureMeasurementSystemLinXiuqinHuangXuyuWuWoshengLiuYijun(GuangdongGrid．Co．FoshanPowerSupplyBureau)Abstract：Thispaperintroducesthesoftwaredesignandrealizationschemeofonlinepowerequipmentofinfraredtemperaturemeasurementsystem．Powerequipmentofinfraredtemperaturemeasurementsystemdesignedcompletelyonlineoperation，withoutartificialparticipation，canrealizeremotereal·timeaccuratemeasurementofpowersystemequipmenttemperature，thebackgroundsystemCanbeintelligentdecisionalarm，automaticanalysisofoperationconditionofpowersystemequipmentaccordingtothemeasurementresult，discoverhiddenfaultandalarmintime．KeyWords：InfraredTemperatureMeasurement；SoftwareDesign；PowerEquipment作者简介：林秀钦，男，1964年生，学士学位，高级工程师，现从事电力设备试验研究工作。E—mail：linxiuqing@139．tom(上接第5页)DataAcquisitionSystemforDieCastingMachineBased0nSTM32WangTunMaiYuanzhenZouBingWangZhiPing(1．GuangdongInstituteofAutomation2．AutomationCollege，GuangdongUniversityofTechnology)Abstract：ThispaperstudiesadataacquisitionsystemfordiecastingmachinebasedonSTM32，whichisabletocollectmolddataandstatesofthediecastingmachineandtosenddatatotheserverforprocessing．Itisprovedthatthesystemrealizestheautomaticdataacquisitionofthediecastingmachine．KeyWords：STM32；DieCastingMachine；DataAcquisition作者简介：汪暾，男，1986年生，硕士，研究方向：制造业信息化。E—mail：t．wang@gia．ac．cn麦源振，男，1988年生，硕士研究生，研究方向：嵌入式系统。邹兵，男，1981年生，硕士，研究方向：制造业信息化。王志平，男，1978年生，博士研究生，研究方向：制造业信息化、电力电子与电力传动。10