基于VB的MCGS與渦輪流量計通信實現(xiàn)
摘要: 針對目前 MCGS 組態(tài)軟件與智能化儀器儀表通信時存在的問題,基于對象鏈接與嵌入( Object Linking and Em-bedding,OLE) 技術(shù),研究了 MCGS 與 Visual Basic( VB) 數(shù)據(jù)交換的方法,實現(xiàn)了 MCGS 與渦輪流量計的實時通信,間接擴展了 MCGS 的驅(qū)動程序。目前該方法已應用于實際項目中,運行結(jié)果表明,基于 VB 的 MCGS 和流量計通信具有良好的實時性、穩(wěn)定性和可靠性。
0、引言:
計算機測控系統(tǒng)通常需要上位計算機與工業(yè)現(xiàn)場各種儀器儀表進行通信,及時了解現(xiàn)場儀器儀表的運行情況,實現(xiàn)對現(xiàn)場狀態(tài)的實時監(jiān)控[1]。
計算機測控系統(tǒng)通常需要上位計算機與工業(yè)現(xiàn)場各種儀器儀表進行通信,及時了解現(xiàn)場儀器儀表的運行情況,實現(xiàn)對現(xiàn)場狀態(tài)的實時監(jiān)控[1]。
MCGS 組態(tài)軟件作為工業(yè)過程控制和實時監(jiān)測領(lǐng)域的通用計算機系統(tǒng)軟件,由于其具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強、采用開放式結(jié)構(gòu)可與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)等特點而得到越來越廣泛的應用。MCGS 為數(shù)據(jù)采集和控制提供了底層設(shè)備驅(qū)動程序,允許它直接與大多數(shù)智能設(shè)備進行通信。然而,MCGS 提供的設(shè)備驅(qū)動程序主要是針對目前市場上一些主流控制器或其他智能設(shè)備,在實際應用中,或因為所用設(shè)備的特殊性,或因為實際工程需要,其設(shè)備驅(qū)動功能總會有些不盡人意[2],甚至沒有提供某種智能設(shè)備的驅(qū)動程序,這給用戶使用該軟件實現(xiàn)與某些智能設(shè)備通信帶來諸多不便
為了解決上述問題,常用的方法有 2 種: 向廠家購買 MCGS開發(fā)工具包,按照 MCGS 提供的規(guī)范設(shè)備驅(qū)動程序接口,用戶根據(jù)自己的需求開發(fā)設(shè)備驅(qū)動程序; 采用 MCGS 提供的OLE 技術(shù),用戶利用其他支持 OLE 技術(shù)的通用軟件諸如 VB、VC、Delphi 等開發(fā)應用程序操作 MCGS 中的對象,利用這些通用軟件提供的數(shù)據(jù)通訊和處理功能編寫數(shù)據(jù)通訊程序并嵌入到 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng)中,實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
VB 是一款簡單、易用的可視化編程語言,開發(fā)者可以方便地使用其提供的組件快速建立應用程序。利用 VB 支持的 OLE技術(shù)可以方便地開發(fā)出 Windows 環(huán)境下的 OLE 通信程序。因此文中給出了一種基于 VB 和 OLE 技術(shù)的上位計算機與流量計通信方法,解決了 MCGS 與流量計通信時存在的問題,實現(xiàn)了 MCGS 對流量計的實時監(jiān)控。
1、系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu):
基于 MCGS 和 VB 的渦輪流量計實時監(jiān)控系統(tǒng)主要由工控機、RS - 232 通信電纜、RS - 485 /RS - 232 適配器、流量計、打印機、投影儀等組成。
系統(tǒng)流量計選用 QWLJ 系列氣體渦輪流量計。QWLJ 系列流量計集流量傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器和智能流量積算儀于一體,可實現(xiàn)流量的溫壓補償和壓縮因子修正,直接顯示標準狀態(tài)下的體積流量。多臺流量計通過 RS - 485 接口總線連接,經(jīng) RS - 485 /RS - 232 適配器連接到上位機的 COM 口。QWLJ 系列流量計支持廠家自定義通信協(xié)議和 MODBUS 通信協(xié)議,考慮到將來的擴展開發(fā)和組網(wǎng)通信,
系統(tǒng)選用 MODBUS協(xié)議實現(xiàn)上位機與流量計通信,協(xié)議具體格式如表 1 和表 2 所示。上位機通過發(fā)送命令幀對流量計指定寄存器的讀寫獲得流量、壓力、溫度等信息,這里只涉及到功能碼 03( 讀取保持寄存器) 和功能碼 16( 預置多寄存器) 。
2、系統(tǒng)的工作原理:
MCGS 組態(tài)軟件與渦輪流量計的通信原理如圖 1 所示。系統(tǒng)通信包括 2 部分: MCGS 與 VB 程序的 OLE 通信; VB 程序通過 RS - 232 /RS - 485 與現(xiàn)場流量計的通信。
表 1 上位機發(fā)送命令幀格式
表 2 流量計回送消息幀格式
圖 1 MCGS 組態(tài)軟件與渦輪流量計通信原理
2. 1、MCGS 與 VB 的 OLE 通信:
實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS 的核心,MCGS 把整個實時數(shù)據(jù)庫作為一個對象封裝起來,提供一系列的方法和屬性,外部程序通過這些方法和屬性對 MCGS 進行各種操作[2]。MCGS 運行起來后,實時數(shù)據(jù)庫對象被暴露出來,通過 OLE 自動化操作可以取得實時數(shù)據(jù)庫對象,再利用實時數(shù)據(jù)庫對象的 Set Value From-Name 方法,即可實現(xiàn)外部程序直接刷新 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫[3]。以下為 MCGS 與 VB 實現(xiàn) OLE 通信的部分程序。
實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS 的核心,MCGS 把整個實時數(shù)據(jù)庫作為一個對象封裝起來,提供一系列的方法和屬性,外部程序通過這些方法和屬性對 MCGS 進行各種操作[2]。MCGS 運行起來后,實時數(shù)據(jù)庫對象被暴露出來,通過 OLE 自動化操作可以取得實時數(shù)據(jù)庫對象,再利用實時數(shù)據(jù)庫對象的 Set Value From-Name 方法,即可實現(xiàn)外部程序直接刷新 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫[3]。以下為 MCGS 與 VB 實現(xiàn) OLE 通信的部分程序。
Dim Dat Obj As ObjectPrivate Sub Form_Load( )Timer1. Enabled = TrueTimer2. Enabled = True………………On Error Resume NextSet Dat Obj = Get Object( ,
”Mcgs Run. Data Centre)If Err ThenMsg Box ( " 請先啟動 MCGS 運行環(huán)境! " )EndEnd IfEnd SubPrivate Sub Timer1_Timer( )Dim msg As String,
Value As VariantFor i = 0 To 19msg =“Dat” + Format $ ( i,
“00”)Value = Val( Text2( i) . Text)Dat Obj. Set Value From Name msg,
ValueNext iEnd Sub
2. 2、VB 與流量計通信
該系統(tǒng)采用一主多從通信方式,其中上位計算機作為主機,各流量計作為從機。主機采用查詢方式接收從機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)多機無沖突可靠通信,每臺從機必須有的地址,可以通過流量計面板的菜單模式下進行地址設(shè)置。在VB 環(huán)境下編制的通信程序,主要用到了 MSComm 控件,其提供了非常豐富的屬性和方法,已將通信的大部分底層操作封裝在控件內(nèi)部,為實現(xiàn) VB 與各種設(shè)備進行通信提供了一種有效徑。文中采用模塊化編程方法編寫數(shù)據(jù)通訊程序,實現(xiàn) VB 與流量計間的通信。由于篇幅所限,只介紹 VB 與 1#流量計通信的主要程序模塊:
( 1) 程序初始化模塊。主要完成串口的選擇、波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位設(shè)置、打開串口等工作。
( 2) 發(fā)送數(shù)據(jù)模塊。有手動發(fā)送和自動發(fā)送命令幀 2 種方式。手動發(fā)送方式功能主要實現(xiàn)預置多寄存器的值,主要是設(shè)置參數(shù)上、下限值及報警值,功能碼為 16; 自動發(fā)送方式功能主要實現(xiàn)讀取保持寄存器的值,主要是讀取壓力、溫度、流量等信息,功能碼為 03。自動發(fā)送方式下程序的實現(xiàn)采用定時觸發(fā)方式。當上位機發(fā)送完命令幀,延時等待,如在規(guī)定的時間內(nèi),流量計沒有應答,上位機重發(fā)此命令幀,
( 2) 發(fā)送數(shù)據(jù)模塊。有手動發(fā)送和自動發(fā)送命令幀 2 種方式。手動發(fā)送方式功能主要實現(xiàn)預置多寄存器的值,主要是設(shè)置參數(shù)上、下限值及報警值,功能碼為 16; 自動發(fā)送方式功能主要實現(xiàn)讀取保持寄存器的值,主要是讀取壓力、溫度、流量等信息,功能碼為 03。自動發(fā)送方式下程序的實現(xiàn)采用定時觸發(fā)方式。當上位機發(fā)送完命令幀,延時等待,如在規(guī)定的時間內(nèi),流量計沒有應答,上位機重發(fā)此命令幀,
這里設(shè)置為 3 次呼叫,若都無應答則給出報警提示。部分程序如下:Private Sub Timer2_Timer( )Dim CRCDim bt CRCHi As Byte,bt CRCLo As ByteRe Dim Receive( 8)Re Dim Send( 7)Send( 0) = 1' 設(shè)備地址Send( 1) = 3' 功能碼Send( 2) = 1' 回送累計流量低位………………CRC = Cal CRC16Fast( Send,
6,
bt CRCLo,
bt CRCHi) 'modbus 校驗Send( 6) = bt CRCLoSend( 7) = bt CRCHiMSComm1. Output = SendReceive Module'接收模塊Send( 2) = 10'回送累計流量高位………………End Sub
( 3) 接收數(shù)據(jù)模塊。通過查詢方式來完成數(shù)據(jù)的接收,即在程序中定時查詢 MSComm 控件的 In Buffer Count 屬性是否發(fā)生變化。如果串口接收到數(shù)據(jù),且數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的內(nèi)容等于設(shè)定的字節(jié)數(shù)時,取出完整的通訊數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)處理過程中,首先進行 CRC 校驗,若不正確,丟棄本幀應答數(shù)據(jù),上位機重發(fā)命令幀。否則對數(shù)據(jù)進行處理,并將處理結(jié)果與 MCGS 實時數(shù)據(jù)庫對象進行 OLE 數(shù)據(jù)交換。部分程序如下:Sub Receive Module ( )Dim Count As Integerdelay_time = 0. 2delay_start = TimerWith MSComm1DoDo EventsLoop Until . In Buffer Count = 8 Or Timer > delay_start + delay_time. Input Len = 8Receive = . InputOn Error Resume NextIf Receive( 1) = Send( 1) Then………………For Count = 0 To 8 Text1( Count) . Text = Receive( Count)Next CountEnd IfEnd With…………End Sub
3、結(jié)束語:
通過 MCGS 與 VB 間的 OLE 通信及 VB 與渦輪流量計間的串口通信,利用 VB 提供的強大的數(shù)據(jù)通訊和處理功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理及控制,并利用 MCGS 組態(tài)軟件豐富的圖形化來實現(xiàn)界面設(shè)計,將兩種方法結(jié)合起來則是一種很好的選擇。目前該方法已應用于天然氣氣化輸配監(jiān)控系統(tǒng)中,運行結(jié)果表明,基于 VB 的 MCGS 和渦輪流量計間的通信具有良好的實時性、穩(wěn)定性和可靠性。解決了 MCGS 與 QWLJ 系列渦輪流量計的通信問題,實現(xiàn)了 MCGS 對渦輪流量計的實時監(jiān)控。
通過 MCGS 與 VB 間的 OLE 通信及 VB 與渦輪流量計間的串口通信,利用 VB 提供的強大的數(shù)據(jù)通訊和處理功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理及控制,并利用 MCGS 組態(tài)軟件豐富的圖形化來實現(xiàn)界面設(shè)計,將兩種方法結(jié)合起來則是一種很好的選擇。目前該方法已應用于天然氣氣化輸配監(jiān)控系統(tǒng)中,運行結(jié)果表明,基于 VB 的 MCGS 和渦輪流量計間的通信具有良好的實時性、穩(wěn)定性和可靠性。解決了 MCGS 與 QWLJ 系列渦輪流量計的通信問題,實現(xiàn)了 MCGS 對渦輪流量計的實時監(jiān)控。