仪表远程数据采集开发与应用

 

    一、引言

    在工业生产中，能源、物资的计量设备分布在现场的各个区域，给设备的监控和数据的统计带来诸多不便，随着智能仪表技术的不断发展，其通讯技术也在不断加强，当今的测量仪表大多带有RS-485通讯或RS-232接口，用现场总线方式可以实现多台测量仪表的集中监控与数据采集，实现了仪表直接接入PC机，利用在现场安装大屏幕实时显示计量仪表数据，使现场配料人员做到配料心中有数，利用“远程传输”到办公室实现了Window环境下一台PC机与多台测量仪表的串行通信功能，并且对仪表数据实现自动计量与自动汇总。 

    

    二、系统的硬件设计

    采用RS-485总线技术的传统设计方式：根据RS-485电气规定，在两线制传输方式下，RS-485驱动器可带32个接收器，实现多点半双工通讯。系统方框图如下图所示： 

 

    图中PC机通过RS-232接口，经RS-232——RS-485模块与多台流量计仪表相连接，一条总线上最多可接32台，每台仪表被赋予各自的通讯地址码用以识别身份，这样上位PC机就能通过RS-485总线对挂在总线上的每个仪表进行通讯。实现对计量仪表的远程数据采集与监控。 

    

    三、计量仪表及通讯功能

    通常采用MODBUS通讯协议，采用RS-485半双工的方式，积算仪表作为从机，上位PC机作为主机，控制和监视计量仪表的运行，通讯波特率大多为9600bps。通讯格式为：1位起始位，8位数据位，1位奇偶校验位，1位停止位，每个从站被赋唯一的本机地址，采用主机轮询，从机应答的通讯方式。主机通过发送命令帧启动一次通讯，从机接收到数据后，判断呼叫地址是否和本机地址相同，若不同，则不予理睬，若相同则根据命令帧中的特征字（命令字），发送主机要求的数据帧。 

    

    四、Windows下的ActiveX控件

    在Windows环境下，出于对系统的安全考虑，操作系统完全接管了各种硬件资源，不允许用户直接对包括串口在内的硬件中断进行管理，以往人们只能通过繁琐的API函数或Visual C++标准通讯函数来控制各种硬件，现在VB6.0提供了一个ActiveX控件称为MSComm控件，利用它可以方便地进行计算机串口的通讯管理。 

    

    五、用程序实现对仪表的串行通讯控制

    1、在WindowsVB6.0编程环境下，新建工程引用MSComm通讯控件，在窗体中至少添加以下几个基本控件：

    ① 1个MSComm控件，控制名为MSComml，用于软件对串口的访问；

    ② 两个定时器控件，名为（TimPeriodic和TimNonPeriodic），TimPeriodic用于使Pc机定时向各仪表发送周期性命令，使其定时回传实时数据；TimNonPeriodic用于控制两次非周期性指令传送之间的时间间隔；

    ③ 1个非周期性命令发送按钮CmdNonPeriodic，用于非周期性指令的传送启动；

    ④若干个用于显示仪表参数的文本框和设置仪表参数的对话框。

    2、监控软件的核心是如何读取和处理现场仪表的实时数据，编程时应注意以下几个问题：

    ① 主机采用轮询方式访问从机，从机应答到发送完数据有一定的时间间隔，一般设定为2s～3s；

    ② 由于采用一个串口和半双工通讯方式，一方发送数据时另一方必须等待接收，因此在发送非周期性命令时，必须停止轮询，否则会发生数据包碰撞，使通讯失败。

    3、数据的接收和处理：计量仪表回传数据时即可在主机上引发OnComm（ ）事件，在此事件处理函数中，首先判断接收数据的完整性，然后将数据一次全部读到所定义的变量参数中，根据仪表通讯协议中定义的内容，分别取出各个字节，解析出意义，在屏幕上显示，利用在VB监控程序中加入DATA控件，将数据存人数据库中，使用VB的报表功能即可产生日报、月报及年报。 

    

    六、结束语

    本文利用Windows下的ActiveX控件实现了在Windows环境下，单台PC与多台计量仪表的远程通讯监控。本系统在莱钢机制公司中成功使用，实现了分散计量点数据的自动采集、自动汇总，及时反应出生产中计量数据，为生产的成本控制起到了积极作用。整个系统结构简单、方便、灵活，具有较好的实用价值。