基于RS485總線的土工膜水力性能測(cè)試系統(tǒng)

3 通訊協(xié)議

通訊協(xié)議采用半雙工異步通訊方式。數(shù)據(jù)格式為：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。幀格式包含呼叫幀和數(shù)據(jù)幀。呼叫幀由上位機(jī)發(fā)出，其格式為：起始字符，下位機(jī)地址，停止字符等。數(shù)據(jù)幀是下位機(jī)對(duì)上位機(jī)呼叫的響應(yīng)，上位機(jī)呼叫地址與下位機(jī)地址一致時(shí)，下位機(jī)才發(fā)送數(shù)據(jù)幀，每一時(shí)刻只有一臺(tái)下位機(jī)和上位機(jī)通訊。數(shù)據(jù)幀的格式如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)幀格式

其中，狀態(tài)字段是當(dāng)前的測(cè)試狀態(tài)，每位表示的功能及操作如表2所示。

表2 狀態(tài)字段各位含義

表2中，正常測(cè)試表示正在測(cè)試，所傳送數(shù)據(jù)有效；測(cè)試挫敗表示所傳送數(shù)據(jù)無效；狀態(tài)過度表示正在進(jìn)行其它操作，所傳送數(shù)據(jù)也無效。數(shù)據(jù)系列中，兩個(gè)字節(jié)表示一個(gè)測(cè)試狀態(tài)下的測(cè)試時(shí)間，另兩個(gè)字節(jié)表示該測(cè)試狀態(tài)下的測(cè)試物理量。

為了保證數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)確性，對(duì)兩種情況采用如下的差錯(cuò)處理方法：

（1）上位機(jī)發(fā)出呼叫幀4秒內(nèi)沒有收到下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，則上位機(jī)連續(xù)發(fā)4次呼叫幀；如下位機(jī)仍沒有響應(yīng)，則認(rèn)為通訊故障，上位機(jī)報(bào)警。

（2）下位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，上位機(jī)收到后如果累加和有誤，則要求重新發(fā)送；如果連續(xù)四次仍有錯(cuò)誤，則上位機(jī)報(bào)警。

4 軟件設(shè)計(jì)

4.1 下位機(jī)軟件

根據(jù)測(cè)試原理及工藝過程，先設(shè)系統(tǒng)工作狀態(tài)和參數(shù)，再判斷是滲透系數(shù)測(cè)定還是耐靜水壓測(cè)定。采用壓力傳感器檢測(cè)壓力變化，用位移傳感器檢測(cè)水量，用89C52的定時(shí)器T0計(jì)時(shí)，通過RS-485接口響上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。改變壓差，測(cè)不定期不同水力壓差條件下的值，其間實(shí)時(shí)采集壓力信號(hào)，經(jīng)過數(shù)字濾波后，與該壓力的給定值比較得到偏差信號(hào)，該偏差信號(hào)經(jīng)PI運(yùn)算后，控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，得到所需壓力值。

4.2 上位機(jī)軟件編程技術(shù)

本系統(tǒng)上位機(jī)軟件基于WINDOWS操作系統(tǒng)，編程軟件為VB6.0，主要實(shí)現(xiàn)菜單/畫面顯示，接收下位機(jī)傳送過來的信號(hào)及數(shù)據(jù)，根據(jù)式（1）求出滲透系數(shù)或耐靜水壓值，算出五臺(tái)下位機(jī)測(cè)試結(jié)果的平均值，繪制測(cè)試曲線，打印測(cè)試報(bào)表。

4.3 測(cè)試結(jié)果

利用該儀器對(duì)某廠生產(chǎn)的短纖針刺土工膜CGA1B1 800/0.35進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表3所示。

表3 CG A1B1 800/0.35短纖針刺復(fù)合土工膜測(cè)試結(jié)果

基于RS-485總線的土工膜水力性能測(cè)試系統(tǒng)，其檢測(cè)方法安全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為土工膜產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的保證，實(shí)現(xiàn)了全過程的自動(dòng)測(cè)試，成本較低，方便可靠，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試時(shí)間短，并能顯示曲線、打印測(cè)試結(jié)果，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯而易見的。它減少了人為影響和環(huán)境因素的影響，提高了測(cè)試精度，方便了用戶。