一种可编程热网集中器的制作方法

1.本实用新型涉及热网集中器技术领域，特别涉及一种可编程热网集中器。


背景技术：

2.热网监控系统中的热网集中器是热网最核心的通信设备，对下进行抄表和阀控，对上进行4g数据上传，其重要性不言而喻。但是不同厂家的热表、温控阀门、温控器等，由于知识产权的保护，都有厂家自己的协议，导致热网集中器无法进行产品定型，每增加一款新的表类型或者阀控器就需要进行单片机底层协议的驱动开发，需要不断地进行升级。这就造成了开发人员的重复劳作，在仪表种类繁多时，对集中器的硬件配置也提出了严峻的挑战。
3.现有的热网热表协议中，常见的有：德鲁热表协议、百暖汇协议阀控器、亿林协议、京源协议、济南普赛、国能自控、温控面板协议、天罡协议等。而现有集中器热网协议开发过程是增加新的阀控或者热表或者面板，就需要增加一个新的.c文件，然后在开发环境下进行c函数开发，单片机开发工程师采用c语言进行嵌入式底层开发，需要很强的专业性、编程易出错、开发难度较大；并且需要整个工程进行静态编译，需要专业工程师才能进行开发，成本极高，并且效率低下；热表和阀控协议类型又在不断膨胀，给软件开发工程师软件维护增加了很大的工作量，同时增加了软件的不稳定因素。
4.因此现有技术有以下缺点：对开发工程师专业性要求高，类似的协议重复开发，重复复制，缺乏智能设定和二次开发的工具。不具备图形化可编程工具，无法与底层代码分离，导致增加协议就要将所有的驱动软件重新下载。协议扩展性非常的差。


技术实现要素：

5.(一)实用新型目的
6.本实用新型的目的是提供一种可编程热网集中器，通过在集中器上增加可编程通信口，并引入梯形图可编程系统，将协议放入梯形图侧完成，以降低协议开发难度，减少类似协议的重复开发，提高工作效率。
7.(二)技术方案
8.为解决上述问题，根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供了一种可编程热网集中器，包括：plc编程系统；以及梯形图编程通信口，通过所述梯形图编程通信口在所述plc编程系统中输入梯形图编程协议，以增加新的协议。
9.进一步的，还包括：中央处理模块、无线模块、热网基本件通信模块、仿真模块、显示模块、储存模块；所述中央处理模块用于处理数据；所述无线模块用于与热网平台对接，将热网数据传输至所述中央处理模块；所述热网基本件通信模块用于完成所述中央处理模块与热网基本件的通信；所述仿真模块用于下载底层程序；所述显示模块用于完成设定和查询预设参数；所述储存模块用于完成数据的存储，以及在数据异常时，进行缓存，在通信恢复后能够进行数据断点续传。
10.进一步的，所述热网基本件包括阀控器、热表和面板。
11.进一步的，所述显示模块包括lcd/key人机界面。
12.根据本实用新型的另一个方面,本实用新型提供了一种梯形图协议编程方法，输入发送指令和接收指令，所述发送指令向通讯任务队列中添加发送通讯任务，所述接收指令向通讯任务队列中添加接收通讯任务；或输入指令，所述指令向通讯任务队列中添加询问和应答通讯任务。
13.进一步的，添加发送通讯任务还包括：所述发送通讯任务向指定通讯串口发送由所述发送指令指定的数据。
14.进一步的，添加接收通讯任务还包括：接收所述数据；所述接收通讯任务的监听总线上出现所述数据后，将所述数据存放至所述接收指令指定的地址。
15.进一步的，添加询问和应答通讯任务还包括：所述询问和应答通讯任务向指定通讯串口发送询问数据；所述询问和应答通讯任务的监听总线上在预设时间内有应答，储存所述应答。
16.进一步的，所述指定通讯串口包括：热表的通讯串口、阀控器的通讯串口和面板的通讯串口。
17.(三)有益效果
18.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
19.在原有的集中器上单独增加可编程通信口，并引入梯形图可编程系统，将协议放到梯形图侧完成，从而降低协议开发难度，减少开发人员对类似热网仪表协议的重复开发，提高工作效率。将梯形图可编程系统引入到热网集中器，在热网行业内属于首创，使得非嵌入式开发人员也可以完成集中器新协议的开发；并且由于采用指令完成新增协议的增加，极大的提高了增加新热表或者阀控协议的扩展时的便利性。
20.除了满足常规的集中器功能，还单独增加了图形化编程口，用于梯形图编程，在现场根据实际情况进行下载编程，最终通过图形可视化的编程工具，降低热网集中器协议开发、调试难度。
21.进行协议可编程时，做到一次开发完成后，在出现新的热表协议或者阀控协议时，无需再进入单片机底层源代码开发，只需要借助上位编程软件对集中器进行设置，并利用可视化的图形编程手段即可完成新协议的增加。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的可编程热网集中器的框架示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的实施方式一的举例示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的实施方式二的举例示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的具体应用场景示意图。
26.附图标记：
27.101
‑
中央处理模块；102
‑
无线模块；103
‑
热网基本件通信模块；104
‑
仿真模块；105
‑
显示模块；106
‑
储存模块；107
‑
梯形图编程通信口。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
29.下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
30.本实用新型实施例提供的一种可编程热网集中器是在已拥有的完全自主的plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)编程系统下完成的，plc编程系统属于单独的子系统。首先将自主的plc编程系统移植到热网集中器中，从而完成自定义协议的实现方法，再引入本实用新型实施例提供的全新的梯形图协议编程方法，最终将plc编程系统这种灵活的编程思想引入到热网集中器协议中。
31.图1是本实用新型实施例提供的可编程热网集中器的框架示意图，请查看图1。一种可编程热网集中器包括：中央处理模块101、无线模块102、热网基本件通信模块103、仿真模块104、显示模块105、储存模块106及梯形图编程通信口107。
32.中央处理模块101用于进行可编程热网集中器中各种数据的处理。无线模块102用于完成可编程热网集中器与热网平台的数据对接，完成热网相关监控数据的上传。热网基本件通信模块103用于完成中央处理模块101与热网基本件的通信，具体是指：通过指令协议读取热网基本件传递的数据，并通过无线模块102将数据传输给数据计算终端中央处理模块101进行数据处理，最后将处理完的数据按原路返回传输至热网基本件。仿真模块104用于完成底层程序的下载。显示模块105用于完成参数的设定和查询。储存模块106用于完成抄表数据的存储，以及在上行异常时，进行抄表数据的缓存，在通信恢复后能够进行数据断点续传。
33.梯形图编程通信口107的增加，使得用户能够通过梯形图编程通信口107输入单独的梯形图编程协议，利用梯形图，同时采用通信指令的方法对需要新增的协议进行编程。从而降低协议开发难度，减少开发人员对类似热网仪表协议的重复开发，提高工作效率。
34.其中，中央处理模块101即为cpu(central processing unit，中央处理器)，主要包括cpustm32f103zet6、晶振、电源运行指示灯等。
35.无线模块102为4g无线模块。
36.热网基本件通信模块103即为m
‑
bus总线接口(m
‑
bus总线(symphonic mbus，远程抄表系统))，可选的，热网基本件包括阀控器、热表、面板等。
37.仿真模块104即为swd(仿真模式)。
38.显示模块105即为lcd(liquid crystal display，显示屏)/key(按键)人机界面。
39.储存模块106即为sd(secure digital，储存卡)卡。
40.一种梯形图协议编程方法是通过梯形图编程协议完成新增协议的增加，该方法具体包括：
41.由于本实施例的热网集中器中引入了plc编程系统，在自主plc编程系统中又增加梯形图编程通信口，用户通过梯形图编程通信口107输入指令至plc编程系统中，指令包括：ufp_xmt指令、ufp_rcv指令、ufp_qar指令。
42.其中，xmt是指向指定串口发送指定数据，并监控是否已发送完成；rcv是指监听并
接收数据后，储存数据；qar是指询问和应答任务。现场工作人员可以通过上述三条指令，无需专业的c开发，就可以在梯形图中根据实际热网场景完成热表、阀控、面板协议的增加。并且可以采用梯形图中的定时器、寄存器进行不同协议的解析，极大的降低了协议开发的难度。
43.上述三个指令在使用时是有严格的顺序要求：
44.xmt和rcv成对使用，先使用xmt将协议指令下发给终端设备(热表、阀控器、面板等组件)，然后使用rcv进行数据接收。一种协议对应一对指令，主要作用于一些单方向协议，比如只发送数据指令到终端，或者只是接收终端数据。
45.而qar是使用一条指令完成发送和接收，相当于xmt和rcv的合成版本。
46.因此，本实施例包括以下两种实施方式：(1)一种协议对应一对指令，(2)一种协议对应一条指令；以下对两种实施方式进行详细说明。
47.实施方式一：
48.ufp_xmt指令向通讯任务队列中添加一个发送通讯任务，发送通讯任务向指定通讯串口发送由xmt指定的发送数据，所有数据发送完成后，设置完成标志并结束任务。
49.具体地，指定通讯串口包括：热表、阀控器、面板等组件的通讯串口。同时向指定通讯串口发送的发送通讯任务是由xmt指定的发送数据，以将要发送的指令数据绑定到指令对应的发送缓冲区。
50.ufp_rcv指令向通讯任务队列中添加一个接收通讯任务，同时检查接收通讯任务监听总线上是否有接收数据，如果有，则说明接收到数据，则将此数据存放到rcv指定的地址中并结束任务。
51.例如图2所示，图2是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的实施方式一的举例示意图，请查看图2。
52.ufp_xmt
53.port通讯口
54.tbl配置表格，若输入为mb200，则：mb200为配置字：
55.(指令输出)m200.0通讯入队列
56.(指令输出)m200.1通讯完成
57.(指令输出)m200.2通讯错误
58.(指令输入)m200.3发送数据添加crc校验
59.(指令输入)m200.4发送数据添加的crc高低字节交换
60.(指令输入)m200.5接收数据检查crc校验
61.(指令输入)m200.6接收数据检查的crc高低字节交换。
62.(指令输出)mb201为错误号：0表示没有错误。
63.xmt发送数据fifo，若输入为mb400，则：
64.(指令输入)mw400发送数据fifo缓冲的大小(字节单位)
65.(指令输入)mw402发送数据的大小(字节单位)
66.(指令输入)mb404
…
发送数据。
67.ufp_rcv
68.port通讯口
69.tbl配置表格，若输入为mb200，则：mb200为配置字：
70.(指令输出)m200.0通讯入队列
71.(指令输出)m200.1通讯完成
72.(指令输出)m200.2通讯错误
73.(指令输入)m200.3发送数据添加crc校验
74.(指令输入)m200.4发送数据添加的crc高低字节交换
75.(指令输入)m200.5接收数据检查crc校验
76.(指令输入)m200.6接收数据检查的crc高低字节交换。
77.(指令输出)mb201为错误号：0表示没有错误。
78.rcv接收数据fifo，若输入为mb400，则：
79.(指令输入)mw400接收数据fifo缓冲的大小(字节单位)
80.(指令输出)mw402接收数据的大小(字节单位)
81.(指令输出)mb404
…
接收数据。
82.实施方式(二)：
83.ufp_qar指令向通讯任务队列中添加一个询问和应答通讯任务，询问和应答通讯任务先向指定通讯串口发送由xmt指定的询问数据，然后监听总线上是否有应答，如果在指定时间内有应答，则将此应答存放到rcv指定的地址中并结束任务。如果超过一段时间没有应答，将设置等待超时错误标志并结束任务。
84.例如图3所示，图3是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的实施方式二的举例示意图，请查看图3。
85.ufp_qar
86.port通讯口
87.tbl配置表格，若输入为mb200，则：mb200为配置字：
88.(指令输出)m200.0通讯入队列
89.(指令输出)m200.1通讯完成
90.(指令输出)m200.2通讯错误
91.(指令输入)m200.3发送数据添加crc校验
92.(指令输入)m200.4发送数据添加的crc高低字节交换
93.(指令输入)m200.5接收数据检查crc校验
94.(指令输入)m200.6接收数据检查的crc高低字节交换。
95.(指令输出)mb201为错误号：0表示没有错误。
96.xmt发送数据fifo，若输入为mb300，则：
97.(指令输入)mw300发送数据fifo缓冲的大小(字节单位)
98.(指令输入)mw302发送数据的大小(字节单位)
99.(指令输入)mb304
…
发送数据。
100.rcv接收数据fifo，若输入为mb400，则：
101.(指令输入)mw400接收数据fifo缓冲的大小(字节单位)
102.(指令输出)mw402接收数据的大小(字节单位)
103.(指令输出)mb404
…
接收数据。
104.其中，ufp_rcv指令、ufp_xmt指令、ufp_qar指令中的错误号有：
105.1：端口不存在
106.2：端口未启用
107.3：通讯任务队列满
108.4：表格错误
109.5：发送数据错误
110.6：等待应答超时
111.7：接收数据错误
112.8：接收数据校验错
113.图4是本实用新型实施例提供的梯形图协议编程方法的具体应用场景示意图，请查看图4，实施方式一和实施方式二。
114.热网集中器软件系统主要包括：驱动软件、处理软件和应用层软件，驱动软件主要用于完成外围通用输入采集，及其它外围电路底层驱动；处理软件作为中间核心处理层主要用于完成数据传输，可视化编程解释器固件，数据存储，逻辑处理，参数设定，lcd和按键相关处理，与热网平台通信处理，抄表规则处理等功能；应用层软件根据不同的阀控器、热表、面板利用梯形图专用通信指令进行协议开发。
115.本实用新型旨在保护一种可编程热网集中器，包括：plc编程系统；以及梯形图编程通信口，通过梯形图编程通信口在plc编程系统中输入梯形图编程协议，以增加新的协议。本实用新型通过将自主的plc编程系统移植到热网集中器中，从而完成自定义协议的实现方法，再引入本实用新型提供的全新的梯形图协议编程方法，最终将plc编程系统这种灵活的编程思想引入到热网集中器协议中。降低协议开发难度，减少类似协议的重复开发，提高工作效率。
116.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。