用vb6.0實現(xiàn)pc機對多臺流量計遠程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控
（本次測試的設(shè)備由上海立陽自動化生產(chǎn)）
作者 朱立榮（立陽技術(shù)部工程師）
摘要： 利用vb6.0 activex 控件的mscomm通信控件，實現(xiàn)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(shè)備的集中控制和計量數(shù)據(jù)的采集和自動上報功能。
關(guān)鍵詞：pc機；流量計；智能儀表；rs485；串口；事件驅(qū)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(chǎn)中，能源、動力介質(zhì)的測量設(shè)備分布在現(xiàn)場的各個區(qū)域，給設(shè)備的監(jiān)控和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計帶來諸多不便，隨著智能儀表技術(shù)的不斷發(fā)展，其通訊技術(shù)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(xiàn)場總線方式實現(xiàn)多臺測量儀表的集中監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集。
本文利用vb6.0的activex控件——microsoft communication 控件，方便的實現(xiàn)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(shù)據(jù)采集與管理。
二、 系統(tǒng)的硬件設(shè)計：
根據(jù)rs—485電氣規(guī)定，在兩線制傳輸方式下，rs—485驅(qū)動器可帶32個接收器，實現(xiàn)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(nèi)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(jīng)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(xiàn)對流量計的遠程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。
三、 流量計結(jié)構(gòu)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(shù)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(xié)議與遵循相同協(xié)議的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，積算儀表系統(tǒng)中有1k以上字節(jié)的eprom可以*保存數(shù)據(jù)和命令，用戶的命令和系統(tǒng)運行參數(shù)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(diào)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(jù)命令幀中的特征字（命令字），發(fā)送主機要求的數(shù)據(jù)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(shù)
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?shù)刂反a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(shù)據(jù)內(nèi)容，第四項bcc為異或校驗，為前面數(shù)據(jù)的異或校驗和用于通訊校錯。
數(shù)據(jù)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(shù)
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(shù)據(jù)
異或校驗
命令幀與數(shù)據(jù)幀除第三項外，其它意義相同，數(shù)據(jù)幀的第三部內(nèi)容是從機根據(jù)主機發(fā)出的命令幀向主機發(fā)出的本機即時、累計數(shù)據(jù)，或運行參數(shù)。
另外主機還有一個特殊的命令幀——參數(shù)修改數(shù)據(jù)幀，它的格式為：
項號
1
2
3
4
5
字節(jié)數(shù)
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(shù)據(jù)
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(shù)，從機收到此幀后，將數(shù)據(jù)格式化，存入eprom中，以發(fā)送流量計的運行參數(shù)，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(nèi)的硬件中斷進行管理，以往人們只能通過繁瑣的api函數(shù)或visualc++標準通訊函數(shù)來控制各種硬件，現(xiàn)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(guān)的重要屬性有：
commport
設(shè)置串口號，類型short，設(shè)置為1、2、3等，分別表示com1、com2、com3
settings
設(shè)置串口通訊參數(shù)（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(shù)據(jù)位數(shù)，s表示停止位數(shù)
portopen
設(shè)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(shù)據(jù)格式，類型variant，設(shè)置為0時表示字符串格式，設(shè)置為1時表示二進制格式
input
設(shè)置從緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)，類型long；
output
向發(fā)送緩沖區(qū)中寫入數(shù)據(jù)，類型long；
inputlen
設(shè)置或返回input 每次讀取的字節(jié)數(shù)，類型short；
rthreshold
設(shè)置返回要接收的字符數(shù)，類型short；
sthreshold
設(shè)置并返回發(fā)送緩沖區(qū)中允許的zui少字符數(shù)，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(shù)據(jù)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(shù)設(shè)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(xiàn)類似中斷的串口事件處理。
五、 用vb6.0實現(xiàn)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(shù)據(jù)；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(shù)的文本框和設(shè)置儀表參數(shù)的對話框；
監(jiān)控軟件的核心是如何讀取和處理現(xiàn)場儀表的實時數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)有一定的時間間隔，一般設(shè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包碰撞，使通訊失??；
③、 主機呼叫從機無應答時，要有報警設(shè)置，提示通訊出錯，一般設(shè)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(xiàn)場儀表數(shù)據(jù)時的源代碼，供參考：
5.1 窗體中各控件初始設(shè)置：
sub form-load()
mscomm1,commport=2 //選用com2口通訊
mscomm1，setting=“9600，n，8，1 //設(shè)置通訊參數(shù)
mscomm1，inputlen=0 //input將讀取緩沖區(qū)全部內(nèi)容
mscomm1，inputlensize=1024 //設(shè)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(shè)置3秒定時間間隔
timnonperiodic.interval=500 //設(shè)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(shù)據(jù)傳送未結(jié)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(jié)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(shù)據(jù)的接收和處理：
流量計積算儀表回傳數(shù)據(jù)時即可在主機上引發(fā)oncomm()事件，在此事件處理函數(shù)中，首先判斷接收數(shù)據(jù)的完整性，然后將數(shù)據(jù)一次全部讀到所定義的變量參數(shù)中，根據(jù)流量計通訊協(xié)議中定義的內(nèi)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(shù)據(jù)庫，在vb監(jiān)控程序中加入data控件，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，使用vb的報表功能即可產(chǎn)生日、月、年報表，同時可以通過編程將數(shù)據(jù)發(fā)往企業(yè)內(nèi)部主數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)能源計量數(shù)據(jù)的自動上報。
六、結(jié)語：
本文利用vb6.0下的activex控件實現(xiàn)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(diào)試系統(tǒng)中成功使用，實現(xiàn)了分散計量點數(shù)據(jù)的自動采集、匯總與上報，及時反應出生產(chǎn)中能源計量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)的成本控制起到了積極作用，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shù)內(nèi)幕，機械工業(yè)出版社[m]，1999。
4、tlxz系列流量計說明書，2002年