摘要: 利用VB6.0 ActiveX 控件的MSComm通信控件,實現了Windows9X下單臺PC機與多臺智能流量計的串行通訊,達到了對分散設備的集中控制和計量數據的采集和自動上報功能。
關鍵詞:PC機;流量計;智能儀表;RS485;串口;事件驅動
Collecting and controlling the Long-distance Data of Flowrates by
Using Personal Computer Base on VB6.0
Xiang Tan Steel Automatic Department
Yu Wei Gang
Abstract: This paper describes one personal computer series-communicating with many inlectual-flowrates under Windows9X by using MSComm controls of VB6.0 ActiveX’s.Coming to centralized controlling scattered measure Equipment and Automatic data collecting and switching.
Key word: Personal computer; floweret; inlectual meter; Serial communication
RS485; incident driving
一、 引言
在工業(yè)生產中,能源、動力介質的測量設備分布在現場的各個區(qū)域,給設備的監(jiān)控和數據的統(tǒng)計帶來諸多不便,隨著智能儀表技術的不斷發(fā)展,其通訊技術也在不斷加強,當今的流量測量儀表大多帶有RS-485通訊接口,*可以運用現場總線方式實現多臺測量儀表的集中監(jiān)控與數據采集。
本文利用VB6.0的ActiveX控件——Microsoft Communication 控件,方便的實現了Window9X環(huán)境下一臺PC機與多臺流量計測量儀表的串行通信功能,完成24臺流量計的數據采集與管理。
二、 系統(tǒng)的硬件設計:
根據RS—485電氣規(guī)定,在兩線制傳輸方式下,RS—485驅動器可帶32個接收器,實現多半點雙工通訊,通訊距離在15m時波特率可達10Mb/s,通訊距離在1.2m范圍內波特率可達100Mb/s,超過此距離可用Repeater(中繼器),增大傳輸距離,系統(tǒng)方框圖如圖所示:
圖中PC機通過RS232接口,經RS232—RS485模塊與多臺流量計儀表相連接,一條總線上zui多可接32臺,每臺儀表被賦予各自的通訊地址碼用以識別身份,這樣上位PC即能通過RS—485總線對掛在總線上的每個儀表進行通訊。實現對流量計的遠程數據采集與監(jiān)控。
三、 流量計結構及通訊功能:
3.1 流量計大致由三部分組成:
1、 流量傳感器,包括殼體組合,前置放大電路等;
2、 溫度傳感器組合;
3、 流量積算儀表組合。
隨著單片技術的不斷發(fā)展,流量積算儀大多采用單片計算機組成的智能系統(tǒng),在完成系統(tǒng)的采樣積算等功能的同時,還可以采用一定的通訊協議與遵循相同協議的設備聯網,積算儀表系統(tǒng)中有1K以上字節(jié)的EPROM可以*保存數據和命令,用戶的命令和系統(tǒng)運行參數可通過串口從PC機發(fā)送到積算儀表,積算儀表將其格式化后存入不同的EPROM地址中,供運行時直接調用。
3.2 積算儀表與計算機的通訊采用RS-485半雙工的方式,積算儀表作為從機,上位PC機作為主機,控制和監(jiān)視流量計的運行,通訊波特率大多為9600bps,通訊格式為:1位起始位,8位數據位,1位奇偶校驗位,1位停止位,每個從站被賦予*的本機地址,采用主機輪詢,從機應答的通訊方式。主機通過發(fā)送命令幀啟動一次通訊,從機接收到數據后,判斷呼叫地址是否和本機地址相同,若不同,則不與理睬,若相同則根據命令幀中的特征字(命令字),發(fā)送主機要求的數據幀。以TLXZ系列流量計為例,命令幀的格式如下:
項號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
字節(jié)數 | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 4字節(jié) | 1 字節(jié) |
意義 | 起始字節(jié)(STX) | 從機地址(ADDR) | 特征字 | 異或校驗(BCC) |
*項為幀頭(STX)取值41H,用以標志一幀的開始;第二項為從機地址(ADDR)流量計地址碼,取值為0—31,當地址碼兩個字節(jié)都為255時為廣播地址;第三項命令特征字為3A、3C、3F,用以命令流量計回傳的數據內容,第四項BCC為異或校驗,為前面數據的異或校驗和用于通訊校錯。
數據幀比較長,有12個字節(jié),其格式如下:
項號 | 1 | 2 | 3 | 1 |
字節(jié)數 | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 8字節(jié) | 1 字節(jié) |
意義 | 起始字節(jié)(STX) | 從機地址(ADDR) | 用戶數據 | 異或校驗 |
命令幀與數據幀除第三項外,其它意義相同,數據幀的第三部內容是從機根據主機發(fā)出的命令幀向主機發(fā)出的本機即時、累計數據,或運行參數。
另外主機還有一個特殊的命令幀——參數修改數據幀,它的格式為:
項號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
字節(jié)數 | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 1字節(jié) | 8字節(jié) | 1字節(jié) |
意義 | 起始字節(jié)(STX) | 從機地址(ADDR) | 命令字 | 用戶數據 | 異或校驗 |
該幀的命令字特征為3E,起始碼為3F,用以區(qū)別其它命令幀,第三部分是主機向從機發(fā)送的從機運行參數,從機收到此幀后,將數據格式化,存入EPROM中,以發(fā)送流量計的運行參數,對此幀從機不回應。
四、 VB6.0中的ActiveX控件:
在Windows環(huán)境下,出于對系統(tǒng)的安全考慮,操作系統(tǒng)*接管了各種硬件資源,不允許用戶直接對包括串口在內的硬件中斷進行管理,以往人們只能通過繁瑣的API函數或VisualC++標準通訊函數來控制各種硬件,現在VB6.0提供了一個ActiveX控件——Microsoft Communication Control,Version 6.0,稱為MSComm控件,利用它可以方便地進行計算機串口的通訊管理。MSComm控件有許多屬性,其中與串口有關的重要屬性有:
CommPort | 設置串口號,類型short,設置為1、2、3等,分別表示COM1、COM2、COM3 |
Settings | 設置串口通訊參數(B、P、D、S),類型string ,B表示波特率,P表示奇偶校驗(N—無校驗,E—偶校驗,O—奇校驗,M—符號校驗,S—空格校驗),D表示有效數據位數,S表示停止位數 |
PortOpen | 設置或返回通信端口狀態(tài),類型Bool; |
InputMode | 從接收緩沖區(qū)讀取數據格式,類型VARIANT,設置為0時表示字符串格式,設置為1時表示二進制格式 |
Input | 設置從緩沖區(qū)中讀取數據,類型Long; |
Output | 向發(fā)送緩沖區(qū)中寫入數據,類型Long; |
InputLen | 設置或返回Input 每次讀取的字節(jié)數,類型Short; |
Rthreshold | 設置返回要接收的字符數,類型Short; |
Sthreshold | 設置并返回發(fā)送緩沖區(qū)中允許的zui少字符數,類型Short; |
CommEvent | 串口事件,類型Short; |
InputMode 使程序方便地選擇從緩沖區(qū)讀取數據格式。當串口接收到信息時MSComm 控件提供兩種處理方法,一種為查詢方式,一種為事件響應方式,利用SetCommEvent()函數設置串口響應事件。當響應事件發(fā)生時,系統(tǒng)會激活OnComm()事件。在OnComm()事件中添加用戶處理代碼,則可實現類似中斷的串口事件處理。
五、 用VB6.0實現對流量計積算儀表的串行通訊控制:
在Windows9X VB6.0編程環(huán)境下,新建工程引用MSComm通訊控件,在窗體中至少添加以下幾個基本控件:
1、 1個MSComm控件,控制名為MSComm1,用于軟件對串口的訪問;
2、 兩個定時器控件,名為(TimPeriodic和TimNonPeriodic),TimPeriodic 用于使PC機定時向各儀表發(fā)送周期性命令,使其定時回傳實時數據;TimNonPeriodic 用于控制兩次非周期性指令傳送之間的時間間隔;
3、 1個非周期性命令發(fā)送按鈕CmdNonPeriodic,用于非周期性指令的傳送啟動;
4、若干個用于顯示儀表參數的文本框和設置儀表參數的對話框;
監(jiān)控軟件的核心是如何讀取和處理現場儀表的實時數據,編程時應注意以下幾個問題:
①、 主機采用輪詢方式訪問從機,從機應答到發(fā)送完數據有一定的時間間隔,一般設定為2—3秒;
②、 由于采用一個串口和半雙工通訊方式,一方發(fā)送數據時另一方必須等待接收,因此在發(fā)送非周期性命令時,必須停止輪詢,否則會發(fā)生數據包碰撞,使通訊失??;
③、 主機呼叫從機無應答時,要有報警設置,提示通訊出錯,一般設置3次呼叫無應答后,即可停止呼叫,提示通訊出錯,跳過此從機繼續(xù)執(zhí)行;
④、 當從機故障或停運時,應可自動跳過對此從機輪詢,以節(jié)省輪詢時間,并在顯示窗口提示,同時寫入故障記錄。
下面給出讀取和處理現場儀表數據時的源代碼,供參考:
5.1 窗體中各控件初始設置:
Sub Form-load()
MSComm1,CommPort=2 //選用COM2口通訊
MSComm1,Setting=“9600,N,8,1 //設置通訊參數
MSComm1,Inputlen=0 //Input將讀取緩沖區(qū)全部內容
MSComm1,InputlenSize=1024 //設置接收緩沖區(qū)大小
MSComm1,PortOpen=True n //打開通訊端口
MSComm1,InBufferCount=0 //清除發(fā)送緩沖區(qū)
MSComm.OutbufferCount=0 //清除接收緩沖區(qū)
TimNonPeriodic.Interval=3000 //設置3秒定時間間隔
TimNonPeriodic.Interval=500 //設置0.5秒定時間間隔
CmdPressed=False //命令按鈕在未激活狀態(tài)
DuringPeriodic=False //周期命令傳輸未開始
DuringNonPeriodic=False //非周期命令傳輸未開始
End Sub
5.2 周期性命令的發(fā)送:
Sub TimPeriodic_Timer()
If DuringNonPeriodic=True Then Exit Sub //非周期命令數據傳送未結束退出過程
DuringPeriodic=True //周期命令準許發(fā)送
Call Send Date (Periodic_COMMAND) //發(fā)送周期性命令
MSComm1.Rthreshold=R_PERIOPIE_BYTE //接收字節(jié)后引發(fā)OnCommgk 事件
End Sub
5.3 非周期命令的發(fā)送
Sub CmdNomPeriodic_click() | |
CmdPressed=true | //允許發(fā)送 |
End Sub | |
Sub TimNoPeriodic_Timer() | //發(fā)送周期性命令 |
If DuringPeriodic=True or CmdPressed=False Then Exit Sub | //周期性命令傳送未結束或本次傳送未被允許時,退出本過程 |
CmdPressed=false | //發(fā)送命令按鈕恢復禁止 |
Call SendDate(NoPeriodic_COMMAND) | //發(fā)送命令 |
MSComm1.Rthreshold=R_NONPERIODIC_BYTE | //接收字節(jié)后引發(fā)Oncomm事件 |
5.4 數據的接收和處理:
流量計積算儀表回傳數據時即可在主機上引發(fā)OnComm()事件,在此事件處理函數中,首先判斷接收數據的完整性,然后將數據一次全部讀到所定義的變量參數中,根據流量計通訊協議中定義的內容,分別取出各個字節(jié),解析出意義,在屏幕上顯示,同時利用OFFICE自帶的Access數據庫,在VB監(jiān)控程序中加入DATA控件,將數據存入數據庫中,使用VB的報表功能即可產生日、月、年報表,同時可以通過編程將數據發(fā)往企業(yè)內部主數據庫,實現能源計量數據的自動上報。
六、結語:
本文利用VB6.0下的ActiveX控件實現了在Windows9X環(huán)境下,單臺PC與多臺流量計的通訊監(jiān)控。本系統(tǒng)在寶鋼集團調試系統(tǒng)中成功使用,實現了分散計量點數據的自動采集、匯總與上報,及時反應出生產中能源計量數據,為生產的成本控制起到了積極作用,整個系統(tǒng)結構簡單,無需購置價格昂貴的組態(tài)軟件,方便、靈活,具有較好的實際價值和使用性。
參考文獻:
1、范逸文、陳立元 Visual Basic與RS-232串行通信控制[M],清華大學出版社,2002年。
2、王仲文等釋,精通串行通信[M],北京電子工業(yè)出版社,1995年。
3、(美)Steven Holzner.Visual Basic 6.0 技術內幕,機械工業(yè)出版社[M],1999。
4、TLXZ系列流量計說明書,2002年
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