基于工業(yè)平板電腦的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　采用工業(yè)平板電腦改進(jìn)基于工控機(jī)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的小型化和觸控功能。通過WindowsCE實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，可對(duì)電氣線路中的溫度和漏電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理。

　　近年來，各種電氣設(shè)備及家用電器的使用量大幅增加，相應(yīng)地電氣火災(zāi)事故也隨之增加，由火災(zāi)所造成的損失已經(jīng)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)預(yù)防電氣火災(zāi)發(fā)生起到至關(guān)重要的作用，作為一種可以預(yù)防和控制火災(zāi)的方法，電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)被保護(hù)線路中的被探測(cè)參數(shù)超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)、控制信號(hào)并能指示報(bào)警部位的系統(tǒng)，它由電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器組成[2～?，F(xiàn)階段，我國電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備還在使用普通的工控機(jī)控制，其造價(jià)高、軟件實(shí)時(shí)性較差、穩(wěn)定性和可靠性不高，使電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)格居高不下，制約著它的發(fā)展。配置了嵌入式操作系統(tǒng)和觸控屏的工業(yè)平板電腦相對(duì)于工控機(jī)具有體積小、重量輕、成本低、接口可定制、易封裝等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域?；诠I(yè)平板電腦的上述優(yōu)點(diǎn)，在電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)中，用帶有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和觸控功能的工業(yè)平板電腦替代工控機(jī)將會(huì)是未來的趨勢(shì)。

　　WindowsCE是微軟公司嵌入式、移動(dòng)計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)，它具有可靠性好、實(shí)時(shí)性高、內(nèi)核體積小等特點(diǎn)。LabVIEW是目前國際上應(yīng)用最廣泛的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一，它主要是開發(fā)數(shù)據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測(cè)量采集系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等領(lǐng)域的專用軟件開發(fā)平臺(tái)。LabVIEW軟件采用圖形化的編程語言，用直觀的前面板和流程圖相結(jié)合的方式來構(gòu)建程序，簡單易學(xué)，開發(fā)效率高，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)可視化分析和儀器控制能力。利用LabVIEW開發(fā)軟件，將提高測(cè)試系統(tǒng)的整體水平和集成程度，縮短軟件開發(fā)周期。而IabVIEWTouchPanelModule的出現(xiàn)令LabVIEW的嵌入式開發(fā)成為可能引。本文采用IabVIEW開發(fā)WinCE應(yīng)用程序，用IabVIEW2011為電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行軟件開發(fā)和人機(jī)界面設(shè)計(jì)。

　　1系統(tǒng)硬件組成

　　電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是基于搭載TIPC8000—084ST工業(yè)平板電腦的XCS1電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備、XCTR系列電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，通過RS一485總線組成的智能式總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。XCS1電氣火災(zāi)監(jiān)控設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，通過RS一485總線與分散在線路中的XCTR2電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器(分體式)進(jìn)行通信，對(duì)探測(cè)器實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。XC—TR2電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器(分體式)適用于交流5OHz、額定工作電壓400V的配電網(wǎng)絡(luò)中，用來預(yù)防由于剩余電流(漏電)、溫升等因素引發(fā)的電氣火災(zāi)。同時(shí)具有對(duì)供電線路剩余電流、溫度等參數(shù)的測(cè)量功能，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)1個(gè)～l6個(gè)回路的漏電和溫度狀態(tài)。

　　2系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)

　　2.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總體構(gòu)架

　　為使研制出的軟件具有良好的可靠性、易維護(hù)性、易擴(kuò)充及埸裝卸.軟件汁鹿遵循范化的模塊化設(shè)計(jì)原則。程序的主功能是模塊劃分的標(biāo)準(zhǔn)，主程序的主要模塊包括系統(tǒng)總覽、報(bào)警查詢、故障處理方式、遙控操作、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)維護(hù)和幫助等摸塊。

　　2.2系統(tǒng)軟件和人機(jī)界面

　　2.2.1系統(tǒng)主程

　　LabVIEW中通過事件的方法來響應(yīng)用戶點(diǎn)擊菜單項(xiàng)這一事件。為了將菜單項(xiàng)對(duì)應(yīng)到VI相應(yīng)的功能，系統(tǒng)主程序中將采用LabVIEW事件驅(qū)動(dòng)功能。在W中加人事件結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)建事件分支，事件源中選擇〈本VI>中的菜單選擇(用戶)事件，在該事件結(jié)構(gòu)框中，通

　　2.2.2設(shè)備連接狀態(tài)程序

　　設(shè)備連接狀態(tài)程序的主要功能是將監(jiān)控中心下面的16路監(jiān)控器設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行顯示。圖6為設(shè)備連接狀態(tài)程序的前面板。在通訊設(shè)置中設(shè)置好串口號(hào)和設(shè)備地址范圍，即可在設(shè)備地址范圍內(nèi)顯示監(jiān)控器設(shè)備的狀態(tài)信息，布爾控件用來顯示探測(cè)器的在線狀態(tài)。監(jiān)控器設(shè)備下面的文本框用來顯示設(shè)備的名稱，點(diǎn)擊某個(gè)監(jiān)控器，即可跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的探測(cè)器連接狀態(tài)程序(如圖7所示)，查看該路探測(cè)器的狀態(tài)信息。

　　2.2.3報(bào)警巡查程序

　　圖8為報(bào)警巡查程序，其主要功能是對(duì)各路監(jiān)控探測(cè)器進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)溫度和漏電流異常后實(shí)時(shí)顯示，未被處理的報(bào)警記錄將被記錄下來，在報(bào)警記錄中可實(shí)時(shí)査看，所有的故障記錄將保存到報(bào)警歷史程序中。并行循環(huán)機(jī)制，每個(gè)串口接1路監(jiān)控探測(cè)器，即巡查16個(gè)探測(cè)器。4串口同時(shí)工作，從而縮短巡查的時(shí)間，各循環(huán)之間的數(shù)據(jù)傳遞由如圖9所示的隊(duì)列方式實(shí)現(xiàn)。