基于MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的電力儀表遠(yuǎn)程通訊軟件開(kāi)發(fā)
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原來(lái)的電力系統(tǒng)中，高低壓配電柜中往往要安裝各種各樣的儀表，（如電度表、電流表、電壓表等）實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視。而如果在一些大廠往往就有很多儀表，每隔一段時(shí)間就要有專人帶著紙筆到廠區(qū)內(nèi)的所有儀表點(diǎn)巡視一番，并將所有的數(shù)值記錄下來(lái)，帶回辦公室作數(shù)據(jù)分析和處理。
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在電力監(jiān)控領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。使用多功能智能電力儀表代替機(jī)械式的電力儀表是工業(yè)自動(dòng)化的大勢(shì)所趨。由于多功能儀表不但可以一表多用，而且一般的多功能儀表都可以通過(guò)其通訊接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能。所以使用多功能電力儀表能夠在很大程度上減少人們的勞力，并且可以極大地提高效率。由于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力多功能儀表的監(jiān)視，功能比較單一，且市場(chǎng)上的組態(tài)軟件也比較昂貴。在這里作者就是用 MSComm控件實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司的多功能電力儀表遠(yuǎn)程讀取電能數(shù)據(jù)，從而達(dá)到軟件的設(shè)計(jì)。MSComm控件是 Microsoft提供的擴(kuò)展控件，用于支持 VB程序?qū)Υ诘脑L問(wèn)，該控件“隱藏”了大部分串口通訊的底層運(yùn)行過(guò)程和許多煩瑣的處理過(guò)程，同時(shí)支持查詢方法和事件驅(qū)動(dòng)通訊的機(jī)制。因此用其實(shí)現(xiàn)微機(jī)串口的數(shù)據(jù)通訊相當(dāng)簡(jiǎn)單，以很少的程序代碼就可以輕松串口的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)通訊。
二、MODBUS通訊協(xié)議分析：
由于江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司 CD194E系列的多功能電力儀表是采用遠(yuǎn)程 RS-485 數(shù)字接口（差分、半雙工）和使用 MODBUS-RTU通訊協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能，所以先介紹 MODBUS 協(xié)議：
MODBUS 協(xié)議是一種主從式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊協(xié)議，允許一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在 CD194E 系列的多功能電力儀表通訊系統(tǒng)中，主機(jī)是微機(jī)（PC、工控機(jī)、PLC），從機(jī)是 CD194E列儀表。在該通訊系統(tǒng)中，允許系統(tǒng)連接多達(dá)128 個(gè)儀表及1200米的通訊距離。通訊方式采用主機(jī)請(qǐng)求，從機(jī)應(yīng)答。即：主機(jī)提出命令請(qǐng)求，從機(jī)響應(yīng)接收數(shù)據(jù)后作數(shù)據(jù)分析，如果數(shù)據(jù)滿足通訊規(guī)約，從機(jī)做數(shù)據(jù)響應(yīng)。 主、從機(jī)間的通訊每一幀數(shù)據(jù)包含以下信息（16進(jìn)制）：
從機(jī)地址、命令字、信息字、校驗(yàn)碼
從機(jī)地址（1個(gè)字節(jié)）：從機(jī)設(shè)備號(hào)，主機(jī)利用從機(jī)地址來(lái)識(shí)別進(jìn)行通訊從機(jī)設(shè)備。
命令字（1個(gè)字節(jié)）：設(shè)定主機(jī)對(duì)從機(jī)的通訊內(nèi)容。
信息字（N個(gè)字節(jié)）：包括進(jìn)行兩機(jī)通訊中各種數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)信息。
校驗(yàn)碼（2個(gè)字節(jié)）：用于檢測(cè)數(shù)據(jù)通訊錯(cuò)誤，采用循環(huán)冗余碼 CRC16。
通訊參數(shù)的設(shè)置：通過(guò)儀表上的編程鍵盤(pán)對(duì)儀表的儀表地址（1-247）、通訊速度（4800或9600）和
數(shù)據(jù)格式（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，可選擇無(wú)校驗(yàn)位、奇校驗(yàn)位、偶校驗(yàn)位。）進(jìn)行設(shè)置。
網(wǎng)絡(luò)連線如圖一如示：
在這里，作者使用的是臺(tái)灣泓格科技有限公司的232/485轉(zhuǎn)換模塊 I-7520。由主控計(jì)算機(jī)送出的命令是通過(guò) RS-232 串行通信端口發(fā)送出去，此信號(hào)經(jīng)過(guò) 232/485 轉(zhuǎn)換模塊（模塊編號(hào)I-7520）將信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電位及類型轉(zhuǎn)換后，在 485網(wǎng)絡(luò)上傳播開(kāi)來(lái)。多功能電力儀表收到屬于自身的命令后，會(huì)進(jìn)行分析控制的操作，最后將結(jié)果送至485網(wǎng)絡(luò)，讓此信號(hào)再通過(guò)I-7520的轉(zhuǎn)換后，可由計(jì)算機(jī)的 RS-232串行通信端口接收進(jìn)來(lái)。整個(gè)送收過(guò)程全是以串行處理。
三、軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)
注：從 CD194E 系列的多功能電力儀表傳過(guò)來(lái)的電功率數(shù)據(jù)就存放在 Byte1到 Byte4 內(nèi)。
3. 通信步驟：
⑴加入通信控件。也就是 MSComm控件
⑵設(shè)置通信端口號(hào)碼。即 CommPort屬性，在本文使用 Com1。
⑶設(shè)置通訊參數(shù)。即Settings 屬性。在本文設(shè)置為 9600,n,8,1。即通訊速度為 9600，數(shù)據(jù)格式為1 個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，無(wú)校驗(yàn)位。注意必須與多功能電力儀表的設(shè)置一致，不然就會(huì)通信失敗。
⑷設(shè)置其它參數(shù)。必要時(shí)再加上其它的屬性設(shè)置。
⑸打開(kāi)通信端口。即PortOpen 屬性設(shè)成 True。
⑹每隔５００毫秒送出字符串或讀入字符串。即發(fā)送命令 4（讀N 個(gè)字節(jié)）來(lái)讀取電功率參數(shù)，使用Input 及 Output屬性。
⑺使用完 MSComm控件后，將通信端口關(guān)閉。
評(píng)論