本文主要從應(yīng)用的角度利用VB6.0的MSComm 控件和MODBUS協(xié)議，成功實現(xiàn)了某流量控制系統(tǒng)中工控機與帶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，工控機通過讀取其顯示值作為反饋信號，從而實現(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管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質(zhì)量流量（無需溫度壓力補償）。將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大，放大后的流量檢測電壓與設(shè)定電壓進行比較，再將差值信號放大后去控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。當本流量積算儀與MFC（質(zhì)量流量計）配套使用時，只需用電纜通過D型插頭將流量積算儀與MFC連接起來即可。然后采用一臺上位機與一臺D08－8CZM流量積算儀進行通信的方式，使用RS232通訊方式：將2引腳（TXD）與上位機串口的RXD（工控機串口的2引腳）相連；3引腳（RXD）與上位機串口的TXD（工控機串口的3引腳）相連；5引腳（SG）與上位機串口的SG（工控機串口的5引腳）相連。

 

2.2 通訊原理

 

工控機作為上位機與從機（數(shù)字流量積算儀）采用主從應(yīng)答方式進行通信，一個網(wǎng)絡(luò)中只有一個主機（上位機，節(jié)點地址為0），主機通過站號（數(shù)字流量積算儀的唯一地址）區(qū)分不同的從機。上位機始終處于主動狀態(tài)，根據(jù)程序運行的需要向（通信端口）數(shù)字流量積算儀發(fā)出讀寫等命令；從機處于被動狀態(tài)，接收并響應(yīng)上位機的命令。需要讀采樣數(shù)據(jù)時，上位機通過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，上位機向指定數(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。上位機通過RS－232通信進行運行狀態(tài)監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置、診斷等遠程測控功能，實現(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的通信，數(shù)據(jù)以16進制格式傳輸，波特率：9600；數(shù)據(jù)位8位；停止位：1位；效驗位：無。本協(xié)議與MODBUS協(xié)議兼容，可以通過上位機顯示流量積算儀的瞬時流量、累積流量、滿量程、單位和閥狀態(tài)（包括閥控、關(guān)閉和清洗），而且可以通過上位機設(shè)定流量積算儀的瞬時流量、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可以通過上位機讀流量積算儀的當前狀態(tài)，其通信協(xié)議的具體格式為：

 

上位機 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：讀取的字數(shù)；

E5 CC：CRC效驗值，E5為CRC的低8位，CC為高8位。

 

上位機 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；

10：上傳的字節(jié)數(shù)；

 

（1）～（4）：瞬時流量值；“00～09”表示數(shù)字“0～9”，“10～19”表示“0.～9.”；

（5）～（10）：流量累積值；同上；

（11）～（14）：滿量程；同上；

（15）：流量單位；00表示SCCM和SCC，01表示SCCM和SL，11表示SLM和SL；

（16）：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)試簡單方便，開發(fā)速度快，該控件封裝了通信過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)動方式，定時查詢方式。本例為適應(yīng)流量的實時控制采用定時驅(qū)動方式，若定時器計時到，通過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，等待時間到則檢查InBufferCount屬性值來判斷輸入緩沖區(qū)中是否接受到了相應(yīng)數(shù)目的字符，從而進行讀取、判斷數(shù)據(jù)合法性和數(shù)據(jù)存儲、處理等操作。

 

3.2 通信功能的編程實現(xiàn)

 

程序框圖如下：

 

 

圖2 串口通信程序框圖

 

串口初始化：MSComm1.CommPort = 1

MSComm1.SThreshold = 1

MSComm1.Settings = 9600,N,8,1

MSComm1.InBufferSize = 1024

MSComm1.OutBufferSize = 1024

MSComm1.InputMode = comInputModeBinary

 

打開串口并定時發(fā)送數(shù)據(jù)命令：Private Sub Timer1_Timer()

Dim bytearray(0 To 7) As Byte

bytearray(0) = &H1

bytearray(1) = &H3

bytearray(2) = &H0

bytearray(3) = &H2

bytearray(4) = &H0

bytearray(5) = &H8

bytearray(6) = &HE5

bytearray(7) = &HCC

MSComm1.InputLen = 21

MSComm1.InBufferCount = 0

MSComm1.OutBufferCount = 0

MSComm1.RThreshold = 1

MSComm1.PortOpen = True

If MSComm1.PortOpen = True Then

MSComm1.Output = bytearray

End If

End Sub

接受數(shù)據(jù)：Private Sub MSComm1_OnComm()

Do

DoEvents

Loop Until MSComm1.InBufferCount = 21

Dim dataread() As Byte

Dim tempdata As Variant

Dim str As String

If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then

tempdata = MSComm1.Input

ReDim dataread(UBound(tempdata)) As Byte

For i = 0 To UBound(tempdata)

dataread(i) = tempdata(i)

End Sub

 

同理利用以上程序框圖和通信協(xié)議可以完成下圖的所有功能：

 

 

 

圖3 基于VB的D08-8CZM型流量積算儀

 

4、結(jié)束語

 

利用VB6.0的MSComm 控件和MODBUS協(xié)議，實現(xiàn)了工控機與帶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，使其能夠?qū)崟r的采集瞬時流量，并成功的應(yīng)用于底吹氬流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。這種通信方式靈活方便，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，完全達到了預(yù)期的要求，具有較好的實際價值和使用性。