[導(dǎo)讀] 利用VB6.0的MSComm 控件和MODBUS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了工控機(jī)與帶RS-232輸出接口的智能數(shù)字流量積算儀之間的串口通信功能，使其能夠?qū)崟r的采集瞬時流量，并成功的應(yīng)用于底吹氬流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種通信方式靈活方便，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，完全達(dá)到了預(yù)期的要求，具有較好的實(shí)際價值和使用性。
1、引言
本文主要從應(yīng)用的角度利用VB6.0的MSComm 控件和MODBUS協(xié)議，成功實(shí)現(xiàn)了某流量控制系統(tǒng)中工控機(jī)與帶RS-232輸出接口的智能數(shù)字流量積算儀之間的串口通信功能。D08-8CZM數(shù)字顯示表應(yīng)用于底吹氬流量控制系統(tǒng)中流量的顯示，工控機(jī)通過讀取其顯示值作為反饋信號，從而實(shí)現(xiàn)流量的閉環(huán)控制。
2、D08-8CZM型智能數(shù)字流量顯示積算儀與串口通信
2.1 硬件構(gòu)成
D07-12A型質(zhì)量流量傳感器采用毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質(zhì)量流量(無需溫度壓力補(bǔ)償)。將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大，放大后的流量檢測電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，再將差值信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。當(dāng)本流量積算儀與MFC(質(zhì)量流量計)配套使用時，只需用電纜通過D型插頭將流量積算儀與MFC連接起來即可。然后采用一臺上位機(jī)與一臺D08-8CZM流量積算儀進(jìn)行通信的方式，使用RS232通訊方式：將2引腳(TXD)與上位機(jī)串口的RXD(工控機(jī)串口的2引腳)相連;3引腳(RXD)與上位機(jī)串口的TXD(工控機(jī)串口的3引腳)相連;5引腳(SG)與上位機(jī)串口的SG(工控機(jī)串口的5引腳)相連。
2.2 通訊原理
工控機(jī)作為上位機(jī)與從機(jī)(數(shù)字流量積算儀)采用主從應(yīng)答方式進(jìn)行通信，一個網(wǎng)絡(luò)中只有一個主機(jī)(上位機(jī)，節(jié)點(diǎn)地址為0)，主機(jī)通過站號(數(shù)字流量積算儀的唯一地址)區(qū)分不同的從機(jī)。上位機(jī)始終處于主動狀態(tài)，根據(jù)程序運(yùn)行的需要向(通信端口)數(shù)字流量積算儀發(fā)出讀寫等命令;從機(jī)處于被動狀態(tài)，接收并響應(yīng)上位機(jī)的命令。需要讀采樣數(shù)據(jù)時，上位機(jī)通過通信口向指定地址的數(shù)字流量積算儀發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令，數(shù)字流量積算儀響應(yīng)并將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信幀格式編成響應(yīng)字符串，主機(jī)再次讀通信口接收緩沖區(qū)即可讀到所需的數(shù)據(jù)。向數(shù)字流量積算儀寫數(shù)據(jù)時，上位機(jī)向指定數(shù)字流量積算儀發(fā)出寫命令及參數(shù)數(shù)據(jù)，積算儀即可接受并返回響應(yīng)情況。上位機(jī)通過RS-232通信進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、診斷等遠(yuǎn)程測控功能，實(shí)現(xiàn)這些功能采用了不同的通信格式。其中MODBUS協(xié)議通訊原理圖如下：
圖1 MODBUS協(xié)議的詢問應(yīng)答環(huán)路
2.3 通訊協(xié)議
本通信協(xié)議應(yīng)用于D08-8CZM型流量積算儀與上位機(jī)的通信，數(shù)據(jù)以16進(jìn)制格式傳輸，波特率：9600;數(shù)據(jù)位8位;停止位：1位;效驗(yàn)位：無。本協(xié)議與MODBUS協(xié)議兼容，可以通過上位機(jī)顯示流量積算儀的瞬時流量、累積流量、滿量程、單位和閥狀態(tài)(包括閥控、關(guān)閉和清洗)，而且可以通過上位機(jī)設(shè)定流量積算儀的瞬時流量、使流量積算儀的累積流量清零。因此在本協(xié)議用到了MODBUS協(xié)議的命令$03(Reading 1~9words)、命令$05(Force single coil)和命令$06(Writing 1 word)。
使用命令$03可以通過上位機(jī)讀流量積算儀的當(dāng)前狀態(tài)，其通信協(xié)議的具體格式為：
上位機(jī) 積算儀：01 03 00 02 00 08 E5 CC
各字節(jié)含義：
01： MODBUS地址;
03： 功能碼03(Reading 1~9words);
00 02：起始地址，00為高8位，02為低8位;
00 08：讀取的字?jǐn)?shù);
E5 CC：CRC效驗(yàn)值，E5為CRC的低8位，CC為高8位。
上位機(jī) 積算儀：01 03 10 (1)～(16) CRCL CRCH
各字節(jié)含義：
01：MODBUS地址;
03：MODBUS命令號;
10：上傳的字節(jié)數(shù);
(1)～(4)：瞬時流量值;“00～09”表示數(shù)字“0～9”，“10～19”表示“0.～9.”;
(5)～(10)：流量累積值;同上;
(11)～(14)：滿量程;同上;
(15)：流量單位;00表示SCCM和SCC，01表示SCCM和SL，11表示SLM和SL;
(16)：閥狀態(tài);00表示關(guān)閉，80表示閥控，F(xiàn)F表示清洗;
CRCL：CRC的低八位;CRCH：CRC的高8位。
3、用VB實(shí)現(xiàn)串行通訊
3.1 MSComm控件
VB的通信控件MSComm能夠提供串行通信的全部功能，程序編寫、調(diào)試簡單方便，開發(fā)速度快，該控件封裝了通信過程中的底層操作程序，用戶只需設(shè)置和監(jiān)控控件的屬性和事件，就可以方便地實(shí)現(xiàn)異步串行通信。
采用MSComm控件接收數(shù)據(jù)，按照接收方式分兩種形式：事件驅(qū)動方式，定時查詢方式。本例為適應(yīng)流量的實(shí)時控制采用定時驅(qū)動方式，若定時器計時到，通過串行通信口向指定地址流量積算儀發(fā)出讀寫等操作命令，等待時間到則檢查InBufferCount屬性值來判斷輸入緩沖區(qū)中是否接受到了相應(yīng)數(shù)目的字符，從而進(jìn)行讀取、判斷數(shù)據(jù)合法性和數(shù)據(jù)存儲、處理等操作。
3.2 通信功能的編程實(shí)現(xiàn)
程序框圖如下：
圖2 串口通信程序框圖
串口初始化：MSComm1.CommPort = 1
MSComm1.SThreshold = 1
MSComm1.Settings = 9600,N,8,1
MSComm1.InBufferSize = 1024
MSComm1.OutBufferSize = 1024
MSComm1.InputMode = comInputModeBinary
打開串口并定時發(fā)送數(shù)據(jù)命令：Private Sub Timer1_Timer()
Dim bytearray(0 To 7) As Byte
bytearray(0) = &H1
bytearray(1) = &H3
bytearray(2) = &H0
bytearray(3) = &H2
bytearray(4) = &H0
bytearray(5) = &H8
bytearray(6) = &HE5
bytearray(7) = &HCC
MSComm1.InputLen = 21
MSComm1.InBufferCount = 0
MSComm1.OutBufferCount = 0
MSComm1.RThreshold = 1
MSComm1.PortOpen = True
If MSComm1.PortOpen = True Then
MSComm1.Output = bytearray
End If
End Sub
接受數(shù)據(jù)：Private Sub MSComm1_OnComm()
Do
DoEvents
Loop Until MSComm1.InBufferCount = 21
Dim dataread() As Byte
Dim tempdata As Variant
Dim str As String
If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then
tempdata = MSComm1.Input
ReDim dataread(UBound(tempdata)) As Byte
For i = 0 To UBound(tempdata)
dataread(i) = tempdata(i)
End Sub
同理利用以上程序框圖和通信協(xié)議可以完成下圖的所有功能：
圖3 基于VB的D08-8CZM型流量積算儀
4、結(jié)束語
利用VB6.0的MSComm 控件和MODBUS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了工控機(jī)與帶RS-232輸出接口的智能數(shù)字流量積算儀之間的串口通信功能，使其能夠?qū)崟r的采集瞬時流量，并成功的應(yīng)用于底吹氬流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種通信方式靈活方便，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，完全達(dá)到了預(yù)期的要求，具有較好的實(shí)際價值和使用性。