儀表遠程數據采集開發與應用

關鍵詞：PC機 RS-485 計量儀表 大屏幕

一、引言
　在工業生產中，能源、物資的計量設備分布在現場的各個區域，給設備的監控和數據的統計帶來諸多不便，隨著智能儀表技術的不斷發展，其通訊技術也在不斷加強，當今的測量儀表大多帶有RS-485通訊或RS-232接口，用現場總線方式可以實現多臺測量儀表的集中監控與數據采集，實現了儀表直接接入PC機，利用在現場安裝大屏幕實時顯示計量儀表數據，使現場配料人員做到配料心中有數，利用“遠程傳輸”到辦公室實現了Window環境下一臺PC機與多臺測量儀表的串行通信功能，并且對儀表數據實現自動計量與自動匯總。

二、系統的硬件設計
　采用RS-485總線技術的傳統設計方式：根據RS-485電氣規定，在兩線制傳輸方式下，RS-485驅動器可帶32個接收器，實現多點半雙工通訊。系統方框圖如下圖所示：

　圖中PC機通過RS-232接口，經RS-232——RS-485模塊與多臺流量計儀表相連接，一條總線上最多可接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機就能通過RS-485總線對掛在總線上的每個儀表進行通訊。實現對計量儀表的遠程數據采集與監控。

　三、計量儀表及通訊功能
　通常采用MODBUS通訊協議，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，控制和監視計量儀表的運行，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，每個從站被賦唯一的本機地址，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，則不予理睬，若相同則根據命令幀中的特征字（命令字），發送主機要求的數據幀。

　四、Windows下的ActiveX控件
　在Windows環境下，出于對系統的安全考慮，操作系統完全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Visual C++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。

五、用程序實現對儀表的串行通訊控制
　 1、在WindowsVB6.0編程環境下，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MSComml，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。
　2、監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，從機應答到發送完數據有一定的時間間隔，一般設定為2s～3s；
　 ② 由于采用一個串口和半雙工通訊方式，一方發送數據時另一方必須等待接收，因此在發送非周期性命令時，必須停止輪詢，否則會發生數據包碰撞，使通訊失敗。
　 3、數據的接收和處理：計量儀表回傳數據時即可在主機上引發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，根據儀表通訊協議中定義的內容，分別取出各個字節，解析出意義，在屏幕上顯示，利用在VB監控程序中加入DATA控件，將數據存人數據庫中，使用VB的報表功能即可產生日報、月報及年報。

　 六、結束語
本文利用Windows下的ActiveX控件實現了在Windows環境下，單臺PC與多臺計量儀表的遠程通訊監控。本系統在萊鋼機制公司中成功使用，實現了分散計量點數據的自動采集、自動匯總，及時反應出生產中計量數據，為生產的成本控制起到了積極作用。整個系統結構簡單、方便、靈活，具有較好的實用價值。