ActDenox 智能脱硝控制系统

一、快速开始

1.1 启动与登录

双击运行程序，首页显示系统状态和功能入口
首次运行自动创建三个账号：

账号	密码	角色	权限范围
admin	admin123	管理员	全部功能
operator	operator123	操作员	日常操作（无用户管理）
viewer	viewer123	观察者	仅查看

自动登录：用户管理页面可开启 " 自动登录 “，电脑重启后自动以操作员身份运行，无需人工干预

1.2 基本工作流

Modbus 通讯管理 — 连接设备（主机模式）或对外提供寄存器服务（从机模式），配置解析规则
字段映射 — 将解析字段映射到数据库列名
数据保存与查询 — 启动自动保存，查询历史数据，导出 Excel
（可选）PID 控制 — 配置控制回路，自动计算输出值
（可选）报警配置 — 配置看门狗心跳和阈值报警规则
（可选）仪表盘 — 自定义数据看板，拖拽组件

二、Modbus 通讯管理

2.1 主机模式 — 读取设备数据

RTU 连接

选择模式：主机 (Master)
选择协议：Modbus RTU (串口)
填入串口号（如 COM1）、波特率、校验位、停止位
点击连接
读写操作：设置地址、数量、数据类型，点击读取或写入

TCP 连接

选择协议：Modbus TCP (以太网)
填入 IP 地址和端口（默认 502）
点击连接

后台轮询

点击 启动后台轮询，程序持续读取并更新内部变量
间隔建议 1000ms
页面切换后继续运行

解析规则表

列	说明
起始地址	从机模式下可见，主机模式下隐藏
字段名	内部变量名，需一字不差地匹配
类型	uint16 / int16 / float32 / float64
字节序	BE（大端，标准）/ LE（小端）
字序	ABCD（标准）/ BADC / CDAB / DCBA
备注	自由文本
当前值	实时显示解析结果，绿色=正常，红色=异常
操作	↑↓ 移动行 / 删除

2.2 从机模式 — 对外提供寄存器服务

程序作为 Modbus 从站，DCS/PLC 可通过标准 Modbus 协议读写本机寄存器。

选择模式：从机 (Slave)
配置端口（如 COM2）、波特率、站号
在解析规则表中填好 " 起始地址 " 列
点击 启动从机

数据流向：

1
2
3


DCS 写寄存器 → 从机接收 → internalVariables['字段名'] = 值
PID/报警内部计算 → internalVariables['输出变量'] = 值
DCS 读寄存器 ← 从机响应 ← internalVariables['输出变量']

DCS 写入的 CEMS 数据：在解析规则表中有地址的字段自动接收
PID 输出/报警状态：在解析规则表中有地址的字段自动暴露给 DCS

2.3 通讯诊断

指标	说明
总请求数	发送/接收的总帧数
成功/失败	主机读写成功/失败次数
成功率	成功次数 / 总次数
超时次数	操作超时计数
连接断开	串口异常断开次数
CRC/校验失败	帧校验错误次数
异常响应	Modbus 异常码响应次数

三、内部变量监控

3.1 变量分类与筛选

页面顶部筛选栏：全部 | Modbus | PID | 手动 | 计算 | 系统

Modbus：解析规则表中的字段，数据来自 Modbus 读取或从机接收
PID：PID 控制回路产生的变量（P/I/D 分量、输出值、健康指标）
手动：用户手动添加的变量
计算：用户自定义表达式计算出的变量
系统：程序运行状态指标（_sys_ 前缀）

3.2 手动添加变量

填写变量名和初始值 → 点击添加变量。变量值可点击直接编辑。

手动创建的变量标记为可写变量，可在仪表盘 " 可编辑数值 " 组件中选择，点击直接修改值。

3.3 计算变量

输入表达式，引用其他变量名进行数学计算。示例：

入口NOX * 0.8 + 出口NOX * 0.2（加权平均）
(PID-1_output + 50) / 2（映射到 0-100 范围）
出口NOX / 入口NOX * 100（转化率百分比）

支持运算符：+ - * / ( )。变量不存在时静默跳过不报错。

3.4 搜索

筛选栏右侧搜索框，输入关键字即时过滤。

四、内部变量完整参考

4.1 系统运行状态（`_sys_` 前缀，只读）

变量名	类型	单位	说明
`_sys_uptime`	数值	秒	程序已运行时间
`_sys_memory_rss_mb`	数值	MB	进程物理内存占用
`_sys_memory_heap_mb`	数值	MB	JS 堆内存占用
`_sys_memory_total_mb`	数值	MB	JS 堆内存总量
`_sys_modbus_connected`	0/1	—	主机或从机任一在线即为 1
`_sys_modbus_slave_running`	0/1	—	从机是否运行中
`_sys_modbus_requests`	数值	次	主机总请求数
`_sys_modbus_success`	数值	次	主机成功次数
`_sys_modbus_errors`	数值	次	主机失败次数
`_sys_modbus_rate`	数值	%	主机成功率
`_sys_modbus_consecutive_errors`	数值	次	连续错误数（≥3 触发重连）
`_sys_modbus_healthy`	0/1	—	通讯健康状态
`_sys_modbus_refresh_failures`	数值	次	后台轮询连续失败次数
`_sys_background_active`	0/1	—	后台轮询是否运行中
`_sys_pid_total`	数值	个	PID 实例总数
`_sys_pid_active`	数值	个	活跃 PID 实例数
`_sys_alarm_enabled`	0/1	—	报警引擎是否启用
`_sys_alarm_active_rules`	数值	条	当前触发的报警规则数
`_sys_auto_save_active`	0/1	—	自动保存是否运行中
`_sys_db_datastore_mb`	数值	MB	主数据库文件大小
`_sys_db_write_failures`	数值	次	连续数据库写入失败次数
`_sys_db_write_healthy`	0/1	—	数据库写入健康（0=不健康）
`_sys_db_retention_days`	数值	天	数据保留天数
`_sys_db_last_cleanup_count`	数值	行	上次清理删除的数据行数
`_sys_variable_count`	数值	个	内部变量总数（不含系统变量）
`_sys_variable_limit_reached`	0/1	—	变量数是否达上限（500）
`_sys_compensation_active_count`	数值	条	当前活跃的补偿规则数

4.2 PID 控制变量（以 `PID-1` 为例，多实例替换名称）

变量名	类型	方向	说明
`PID-1_P`	数值	输出	比例项实时值
`PID-1_I`	数值	输出	积分项实时值
`PID-1_D`	数值	输出	微分项实时值
`PID-1_output`	数值	输出	PID 修正量输出值
`PID-1_abs_error`	数值	输出	当前绝对误差 \|SP - PV\|
`PID-1_divergence_seconds`	数值	输出	偏离超阈值已持续秒数（0=正常）
`PID-1_saturation`	0/1/2	输出	输出饱和：0=正常, 1=上限饱和, 2=下限饱和
`PID-1_reset_trigger`	0/1	输入	DCS 写 1 → PID 自动复位（清零积分 + 历史），复位后自动归 0
`PID-1_integralFreeze`	0/1	输入	写 1 冻结积分累积，写 0 恢复
`PID-1_integralFreeze(补偿)`	0/1	输出	补偿引擎自动控制的积分冻结标志
`<输出目标>`	数值	输出	PID 最终输出值（基准 + PID 修正），等于配置的 outputTarget
`<输出目标>_SP`	数值	输出	当前设定值

4.3 报警变量

变量名	类型	说明
`_alarm_heartbeat`	数值	看门狗心跳计数（0-65535 循环递增）
`<规则名>_alarm`	0/1	该报警规则当前是否触发（1=报警中, 0=正常）
`_alarm_active_<规则名>`	字符串	报警级别（warning/alarm/critical），内部使用

4.4 补偿变量

变量名	说明
`<字段名>(补偿)`	补偿引擎处理后的值。原始值保留在 `<字段名>` 不变
`<字段名>(过滤)`	数据过滤器处理后的值
`<规则名>_compensating`	该补偿规则是否正在执行中（1=补偿中, 0=正常）

五、字段映射

将内部变量名（sourceName）映射到数据库列名（dbField）
保存数据时，系统从内部变量读取值，写入数据库对应列
点击 从规则和 PID 加载 自动填充所有已知字段
可手动添加行
数据库列管理：查看所有列、删除不需要的列

六、数据保存与查询

6.1 自动保存

设置保存间隔（秒），点击 启动自动保存
程序定时将勾选的字段值写入 SQLite 数据库
数据文件：data/datastore.sqlite

6.2 保存变量选择

点击 刷新数据库字段列表 加载当前映射
勾选需要保存的字段，取消勾选的字段不会写入数据库
全选 / 取消全选 快捷操作

6.3 数据查询

聚合模式：原始数据 / 分钟均值 / 小时均值 / 天均值
时间范围：预设快捷按钮（最近 1 小时/1 天/7 天/30 天）或手动输入起止时间
显示条数：仅影响表格展示行数
查询按钮执行查询
导出 Excel：导出选中时间范围内全部数据（不受显示条数限制），上限 50000 条

6.4 数据保留策略

保留天数默认 180 天（6 个月），可修改
每天凌晨 3:00 自动清理超过保留期的旧数据
页面显示上次清理时间和删除行数

七、历史趋势

选择聚合模式和时间范围 → 点击查询
字段选择面板：勾选要显示的字段（只有已选保存的字段才有历史数据）
Y 轴分配：1-3 个独立轴，支持手动设量程
底部滑块缩放时间范围
鼠标悬停查看具体数值
图例点击切换曲线显隐

八、PID 控制

8.1 参数说明

参数	说明	建议
控制目标 (PV)	要控制的内部变量名	通常是 Modbus 解析的 CEMS 字段
设定值 (SP)	期望达到的目标值	如排放限值 50 mg/m³
Kp	比例系数：误差越大输出越大	先调这个
Ki	积分系数：消除稳态误差	太大易振荡，先设小值
Kd	微分系数：抑制超调	对噪声敏感，建议先设 0
修正下限/上限	PID 修正量的限幅	防止过度调节
基准频率	PID 修正前的基准输出值	喷氨泵正常工作频率
输出下限/上限	最终输出值的安全范围	保护执行机构
采样间隔	每次 PID 计算的间隔	建议 500-2000ms
偏差带 (±)	图表上 SP ± X 画两条虚线	0=不显示，视觉辅助
偏离阈值 (%)	SP × X% 超过后开始计时偏离	默认 10%，决定 " 偏差正常 " 判断
PV 滤波 (α)	低通滤波系数，0=强滤波, 1=无滤波	测量噪声大时设为 0.3-0.5
死区	\|error\| < 此值时不做调节	防止频繁微小调整
输出变化率限制	每秒最大变化量，0=不限	防止执行机构剧烈动作
输出寄存器地址	PID 计算结果写入的 Modbus 寄存器	主机模式下才生效
字节序/字序	输出寄存器的字节/字排列	float32 时需与设备一致

8.2 健康指示灯

PID 运行控制区显示两个实时状态：

指示灯	数据源	绿色 (正常)	红色/橙色 (异常)
输出饱和	PID-1_saturation	输出正常	上限饱和（红）/ 下限饱和（橙）
偏差状态	PID-1_divergence_seconds	偏差正常	持续偏离 + 时长

8.3 远程复位

DCS 通过 Modbus 从机写入 PID-1_reset_trigger = 1 → PID 自动清零（积分归零、历史清空）→ 自动写回 0。只响应 0→1 上升沿，DCS 持续保持 1 不会反复触发。

九、仪表盘

9.1 组件类型

组件	说明	数据源
数值卡片	显示一个或多个变量值	实时 / 聚合（分钟/小时/天均值）
可编辑数值	多变量显示，点击直接修改值	仅可写变量（手动变量/PID 可写参数）
状态指示灯	根据阈值显示正常/报警状态	实时值 + 自定义条件
折线图/柱状图	历史趋势曲线/柱状图	数据库聚合查询
环形仪表盘	单值仪表盘显示	实时 / 聚合
进度条	百分比进度条	实时值 + 独立量程
图片	显示网络图片	URL

9.2 操作

添加组件：点击工具栏「+ 添加组件」
编辑：卡片右上角 ✎ 按钮
删除：卡片右上角 × 按钮
尺寸切换：点击尺寸标签（小/中/大/特大），四档循环
拖拽排序：拖拽卡片到目标位置交换
保存/加载布局：工具栏按钮，布局存入备份

9.3 聚合模式

数值卡片和环形仪表盘支持查询数据库聚合数据（分钟均值/小时均值/天均值），显示最近一个时段的值。图表支持多时段折线。

9.4 可编辑数值（多数据源 + 显示名称）

可编辑数值组件允许添加多个可写变量，点击数值直接修改，常用于 DCS 目标值下发等场景。

数据源过滤：添加数据源时，下拉框只显示可写变量：

手动创建的内部变量（变量监控页面手动添加）
PID 可写参数（PID-1_SP、PID-1_reset_trigger、PID-1_integralFreeze 等）
Modbus 解析字段、计算变量、系统变量等只读变量不会出现在选项中

显示名称：每个数据源行可单独设置显示名称（如将 PID-1_SP 显示为 " 标干 NOX 目标值 “），未设置时显示原始变量名。

修改数值：点击组件中的数值即可编辑，输入后按回车或点击其他区域保存。修改通过 setInternalVariable 写入内部变量，PID 控制回路会立即响应（如修改了 _SP 设定值）。

十、数据过滤器

按需添加过滤规则，只显示已配置的规则。未配置的字段直接透传。

过滤器类型：

类型	参数	说明
范围限制	min, max, 越界动作	钳位到边界或拒绝
变化率限制	maxDelta	相邻值变化不超过设定值
移动平均	windowSize	最近 N 次值的算数平均
尖峰抑制	threshold	偏差超过阈值沿用上次有效值

过滤结果写入伴生变量 字段名(过滤)，原始值保留不变。

十一、仪表状态补偿

11.1 补偿规则

每条规则包含：

进入条件（IF）：满足时进入补偿状态
退出条件（可选）：满足时退出补偿状态（无退出条件则为跟随模式）

11.2 补偿动作

动作	说明	示例
保持 (hold)	冻结为进入补偿前的值	仪表吹扫时保持最后好值
偏移 (offset)	当前值 ± 偏移量	NOX + 10
缩放 (scale)	当前值 × 系数	流量 × 1.2
设值 (set)	设为固定值	设为 0
取变量值 (setVar)	取另一变量的当前值	用出口 NOX 替换入口 NOX

设值支持两种模式：固定数值 / 取变量值（点击输入框旁的 " 取变量 " 切换）。

11.3 条件支持变量比较

进入/退出条件除了比较固定阈值，还可以比较两个变量：

IF 出口NOX > 入口NOX — 两个变量实时比较
IF _sys_modbus_connected == 0 — 系统状态触发补偿

条件行阈值输入框旁有 " 取变量 " 切换按钮。

11.4 补偿状态变量

每条启用的补偿规则实时产生 <规则名>_compensating（1=补偿中, 0=正常）和 _sys_compensation_active_count（活跃规则总数），可在仪表盘显示。

十二、报警阈值配置

12.1 总开关与看门狗

启用报警：开启整个报警引擎
检查间隔：检查频率（ms），默认 1000
看门狗心跳：定时向指定寄存器写入递增计数。DCS 读到计数不变化 = 程序通讯断开

12.2 报警规则

每个规则配置：

规则名：唯一标识（内部变量 <规则名>_alarm 由此生成）
级别：⚠ 预警 / 🚨 报警 / 🔥 严重
条件组合：多条件 AND（全部满足）/ OR（任一满足）
延时：条件持续满足 N 秒后才触发（0 = 立即）
滞后：报警触发后需值回落阈值 - 死区才解除
通知寄存器：报警时写入报警值，恢复时写入正常值

12.3 DCS 如何获取报警状态

将以下变量加入从机解析规则表（填写地址）：

变量名	说明
`_alarm_heartbeat`	看门狗计数，DCS 读这个检查程序是否存活
`<规则名>_alarm`	该规则报警状态（1=报警中, 0=正常）

12.4 报警延时进度

延时触发中，状态面板实时显示倒计时（剩余 N 秒），到 0 自动触发报警。

十三、用户管理与授权

13.1 用户管理（管理员专属）

添加/删除用户，修改密码
三种角色：管理员（全部权限）/ 操作员（日常操作）/ 观察者（只读）

13.2 权限矩阵

为每个角色勾选可访问的页面。管理员始终拥有全部权限。修改后立即生效。

13.3 自动登录（无人值守）

勾选 " 启用自动登录 " 后，电脑重启/程序自启时自动以操作员身份运行，无需人工登录。确保 PID/报警在无人时持续工作。

13.4 会话超时与降级

会话超时时间可设置（默认 30 分钟）。无操作超时后不退出，而是自动降级为观察者角色。管理员操作后超时不会被完全锁死，程序仍在运行。

13.5 切换账号

首页顶栏和用户管理页面均有「切换账号」按钮，无需先退出即可换账号。

十四、系统工具与备份

14.1 配置备份与恢复

导出配置备份：将所有配置文件打包为一个 JSON 文件
导入配置备份：从备份文件恢复。支持选择性恢复（勾选要恢复的项）
备份文件列表自动扫描 data/ 目录，新增配置自动纳入

14.2 数据备份

每天凌晨 3:00 自动将 data/ 下所有文件备份到 data/backups/YYYY-MM-DD/，保留 30 天。

14.3 数据清理

每天凌晨 3:00 自动删除超过保留天数（默认 180 天）的历史数据。在数据保存页面可调整保留天数。

十五、配置文件与数据文件参考

15.1 文件清单

所有配置和数据存储在 data/ 目录下：

文件	内容	格式
`modbus.json`	Modbus 连接参数	JSON
`autosave.json`	自动保存配置	JSON
`pid.json`	PID 实例配置	JSON
`alarm.json`	报警规则 + 看门狗	JSON
`save-filter.json`	保存变量选择	JSON
`manual-variables.json`	手动添加的变量	JSON
`computed-variables.json`	计算变量表达式	JSON
`data-filter.json`	数据过滤规则	JSON
`instrument-compensation.json`	补偿规则	JSON
`dashboard-layout.json`	仪表盘布局	JSON
`mapping.json`	字段映射表	JSON
`pages.json`	页面权限配置	JSON
`modbus-slave-config.json`	从机串口参数	JSON
`modbus-parse-rules.json`	解析规则（根目录）	JSON
`datastore.sqlite`	CEMS 历史数据	SQLite
`auth.db`	用户/权限/授权/自登录	SQLite
`alarm_history.sqlite`	报警历史记录	SQLite
`audit_log.sqlite`	操作审计日志	SQLite
`error-YYYY-MM-DD.log`	错误日志（按天滚动）	文本

15.2 更新程序是否丢失数据

不会。安装新版本时，安装目录下的程序文件会更新，但 data/ 目录不会被覆盖。所有配置、数据库、布局全部保留。

15.3 查看 SQLite 数据库

推荐使用 DB Browser for SQLite（免费开源），直接拖 .sqlite 文件打开即可浏览数据。

十六、常见问题

Q: 连接设备后读取失败？ 检查端口、波特率、校验位、停止位是否与设备匹配。查看报文区域的 hex 帧。

Q: 从机启动没反应？ 确保串口未被其他程序占用。COM 口必须存在且配置正确。

Q: 从机 Modbus Poll 超时？ 检查 Poll 的站号是否与从机 " 本机站号 " 一致。检查 COM 口和波特率。

Q: 数据查询没有结果？ 确认自动保存已启动、保存变量已勾选、字段映射已配置。注意：只有勾选了 " 保存变量选择 " 的字段才有历史数据。

Q: PID 不工作？ 确认控制目标字段在内部变量中有值（需要 Modbus 读取或从机接收获取 PV）。

Q: PID 页面显示 " 仅更新内部变量 “？ 这表示 Modbus 主机未连接。如果只用从机模式，这是正常的——PID 计算结果通过从机暴露给 DCS 读取，不需要主机写寄存器。

Q: 报警不触发？ 确认报警总开关已启用、规则已添加并勾选启用、监控字段在内部变量中已有值。

Q: 变量页面看不到某个字段？ 使用搜索框或分类筛选。系统变量以 _sys_ 开头，PID 变量以实例名开头。

Q: 补偿规则中 " 取变量 " 怎么用？ 条件行阈值输入框旁点 " 取变量 “，切换为变量选择。可以实现 " 出口 NOX > 入口 NOX” 这样的动态比较。

十七、开发与打包清单

17.1 技术栈

层	技术
桌面框架	Electron
前端	HTML/CSS/JS + ECharts
后端	Node.js (CommonJS)
数据库	SQLite (sqlite3)
Modbus	modbus-serial
Excel	xlsx (SheetJS)

17.2 项目结构

 1
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Electron_Test/
├── main.js              # 主进程入口（窗口、IPC、核心逻辑）
├── preload.js           # 预加载（安全桥梁）
├── configManager.js     # 统一配置管理器
├── variableRegistry.js  # 变量元数据注册表
├── modbusManage.js      # Modbus 主机（读写/连接）
├── modbusSlave.js       # Modbus 从机
├── pidController.js     # PID 控制器类
├── dataStore.js         # SQLite 数据存储
├── alarmManager.js      # 报警引擎
├── authManager.js       # 用户管理/授权
├── auditLogger.js       # 操作审计日志
├── generateLicense.js   # 离线授权码生成工具
├── build-obfuscate.js   # 构建混淆脚本
├── ipc/
│   ├── modbusIpc.js     # Modbus IPC 注册
│   ├── pidIpc.js        # PID IPC
│   ├── alarmIpc.js      # 报警 IPC
│   ├── authIpc.js       # 授权 IPC
│   ├── dataIpc.js       # 数据 IPC
│   ├── variableIpc.js   # 变量 IPC
│   └── systemIpc.js     # 系统 IPC
├── pages/
│   ├── home.html        # 首页（功能入口）
│   ├── dashboard.html   # 仪表盘
│   ├── modbus.html      # Modbus 通讯
│   ├── variables.html   # 内部变量
│   ├── pid.html         # PID 控制
│   ├── data.html        # 数据查询
│   ├── trend.html       # 历史趋势
│   ├── filter.html      # 数据过滤
│   ├── compensation.html # 仪表补偿
│   ├── alarm.html       # 报警配置
│   ├── auth.html        # 用户管理
│   ├── mapping.html     # 字段映射
│   ├── index.css        # 基础样式
│   ├── theme-light.css  # 主题
│   ├── layout.js        # 统一导航栏
│   ├── authGuard.js     # 权限守卫
│   ├── dashboardWidgets.js # 仪表盘组件注册
│   └── *.js             # 各页面逻辑
├── package.json         # 项目配置
├── nodemon.json         # 热重载配置
├── modbus-parse-rules.json # 默认解析规则
└── icon.png             # 应用图标

17.3 打包命令

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11


# 开发模式
npm start        # nodemon 热重载启动

# 生产构建（含代码混淆）
npm run build    # 混淆 → 打包 → 输出到 dist/

# 仅混淆不打包
npm run obfuscate

# 直接运行（无混淆，无热重载）
npm run prod

17.4 构建产物

执行 npm run build 后在 dist/ 目录生成：

ActDenox 智能脱硝控制系统 Setup x.x.x.exe — NSIS 安装包

安装程序后，数据目录位于：

%APPDATA%/ActDenox 智能脱硝控制系统/data/

17.5 代码保护

打包前自动使用 javascript-obfuscator 混淆所有核心 JS 文件。

原始源码：开发目录，正常可读
构建产物：dist/ 中安装包内的 JS 文件已混淆为不可读形式
页面文件（HTML/CSS）不混淆
混淆仅影响打包产物，不影响开发源码

17.6 首次安装初始化流程

安装程序复制文件到目标目录
data/ 目录首次创建，所有 JSON 配置由 config.load() 自动生成默认值
auth.db 首次创建，自动建立 admin / operator / viewer 三个账号
解析规则文件 modbus-parse-rules.json 包含一条默认示例规则
程序启动 → 自动登录（如启用）→ 恢复上次的运行状态

目录