基于VB6.0的工控機(jī)與智能流量積算儀的串口通信

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(guò)讀取其顯示值作為反饋信號(hào)，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(cè)量氣體的質(zhì)量流量（無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償）。將傳感器加熱電橋測(cè)得的流量信號(hào)送入放大器放大，放大后的流量檢測(cè)電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較，再將差值信號(hào)放大后去控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過(guò)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(jì)）配套使用時(shí)，只需用電纜通過(guò)D型插頭將流量積算儀與MFC連接起來(lái)即可。然后采用一臺(tái)上位機(jī)與一臺(tái)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(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)主機(jī)（上位機(jī)，節(jié)點(diǎn)地址為0），主機(jī)通過(guò)站號(hào)（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(dòng)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(dòng)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(shí)，上位機(jī)通過(guò)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(shí)，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(guò)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(cè)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(wèn)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(wú)。本協(xié)議與MODBUS協(xié)議兼容，可以通過(guò)上位機(jī)顯示流量積算儀的瞬時(shí)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(guò)上位機(jī)設(shè)定流量積算儀的瞬時(shí)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(guò)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(hào)；
　　10：上傳的字節(jié)數(shù)；
　?。?）～（4）：瞬時(shí)流量值；“00～09”表示數(shù)字“0～9”，“10～19”表示“0.～9.”；
　?。?）～（10）：流量累積值；同上；
　?。?1）～（14）：滿量程；同上；
　?。?5）：流量單位；00表示SCCM和SCC，01表示SCCM和SL，11表示SLM和SL；
　?。?6）：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(jiǎn)單方便，開(kāi)發(fā)速度快，該控件封裝了通信過(guò)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(dòng)方式，定時(shí)查詢方式。本例為適應(yīng)流量的實(shí)時(shí)控制采用定時(shí)驅(qū)動(dòng)方式，若定時(shí)器計(jì)時(shí)到，通過(guò)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(shí)間到則檢查InBufferCount屬性值來(lái)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(chǔ)、處理等操作。