基于組態(tài)王和VB的智能儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)[圖]

摘要：針對目前組態(tài)王與智能化儀表通信時(shí)存在的問題，基于VB和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)DDE,研究了組態(tài)王與VB數(shù)據(jù)交換的方法，并采用VB可視化的編程方法，編寫了上位機(jī)與智能化儀表間的串口通信程序及組態(tài)軟件與VB間的OLE數(shù)據(jù)交換程序。實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王與智能化儀表的實(shí)時(shí)通信，間接擴(kuò)展了組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序庫。另外，設(shè)計(jì)完成了基于組態(tài)王和VB的智能化儀表監(jiān)控系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性，可以較好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)測控技術(shù)在工業(yè)現(xiàn)場的各種測量及控制系統(tǒng)中應(yīng)用越來越廣泛。通常情況下，工業(yè)現(xiàn)場的各種測控系統(tǒng)需要上位計(jì)算機(jī)與工業(yè)現(xiàn)場各種智能化儀表進(jìn)行通信，以便及時(shí)了解現(xiàn)場儀表的運(yùn)行情況，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場各種狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

組態(tài)王軟件作為一種優(yōu)秀的上位機(jī)監(jiān)控軟件，在許多領(lǐng)域的遠(yuǎn)程監(jiān)控中都得到了廣泛的應(yīng)用。然而，組態(tài)王為數(shù)據(jù)采集和控制提供的大量底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，主要是針對較大規(guī)模廠商的板卡和模塊，對于較小規(guī)模廠商開發(fā)的各種智能化儀表及用戶自己設(shè)計(jì)的板卡，卻沒有現(xiàn)成的驅(qū)動(dòng)程序提供。因此，利用組態(tài)王與智能化儀表及用戶自己設(shè)計(jì)的板卡進(jìn)行通信時(shí)，往往需要用戶自己開發(fā)底層的驅(qū)動(dòng)程序，給用戶的使用帶來了諸多的不便。為了解決上述問題，組態(tài)王專門提供了一種DDE技術(shù)，能夠使用戶方便地實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與其它支持動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用程序進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

Visual Basic 6.0 （簡稱VB）是一款簡單、易用的可視化編程語言，開發(fā)者可以方便地利用其提供的組件快速建立一個(gè)應(yīng)用程序。因而，在各種程序開發(fā)中，VB得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在VB中提供的串行通信控件MSComm,為開發(fā)者實(shí)現(xiàn)上位計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場各種儀表進(jìn)行通信提供了一種有效途徑。另外，VB還支持DDE技術(shù)，利用該技術(shù)可以方便地開發(fā)出Windows環(huán)境下的DDE程序。

本文針對目前組態(tài)王與智能化儀表通信時(shí)存在的問題，給出了一種基于VB和DDE技術(shù)的上位計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場智能儀表進(jìn)行通信的方法。開發(fā)了一套組態(tài)王與VB相結(jié)合的智能化儀表監(jiān)控系統(tǒng)，較好地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場各種智能化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

基于組態(tài)王和VB的智能化儀表監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知，該系統(tǒng)由上位計(jì)算機(jī)、RS2232 /485通信電纜和現(xiàn)場各種智能化儀表構(gòu)成，該系統(tǒng)采用的是一對多的通信鏈接形式，即現(xiàn)場多種智能化儀表掛接在RS2485 總線上，然后再由RS2232 /485轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，連接到上位計(jì)算機(jī)。

圖1 系統(tǒng)基本原理圖。

2 系統(tǒng)的工作原理

組態(tài)王與現(xiàn)場智能儀表的通信原理如圖2 所示。

由圖2可以看出，該系統(tǒng)的通信包括兩部分：組態(tài)王與VB程序的DDE通信； VB 程序通過RS2232 /485 與現(xiàn)場智能儀表的通信。

圖2 組態(tài)王與現(xiàn)場智能儀表通信原理

2. 1 組態(tài)王與VB的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換

動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE） 是Windows平臺(tái)上的一個(gè)完整通信協(xié)議，該協(xié)議使應(yīng)用程序能彼此交換數(shù)據(jù)和發(fā)送指令。組態(tài)王和VB進(jìn)行DDE通信的過程中，請求發(fā)送數(shù)據(jù)的一方稱為"客戶",被請求的一方稱為"服務(wù)器".由于DDE通信時(shí)，交換雙方需實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)或控制命令的雙向傳輸。因此，它們既是"客戶",又是"服務(wù)器".

2. 1. 1 DDE通信時(shí)組態(tài)王的設(shè)定

組態(tài)王與VB之間數(shù)據(jù)交換內(nèi)容是通過三個(gè)標(biāo)志名來約定的：

① 應(yīng)用程序名。進(jìn)行DDE對話的雙方的名稱。

組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)的程序名是View.

② 主題。被討論的數(shù)據(jù)域。組態(tài)王主題規(guī)定為tagname.

③ 項(xiàng)目。被討論的特定數(shù)據(jù)對象。在組態(tài)王的數(shù)據(jù)詞典里，定義I/O 變量的同時(shí)，也定義了項(xiàng)目名稱。

為了建立DDE鏈接，需要在組態(tài)王的數(shù)據(jù)詞典里建立一個(gè)I/O變量，并登記服務(wù)器程序的三個(gè)標(biāo)志名。

本系統(tǒng)中應(yīng)用程序名為VBDDE,話題名為form1,項(xiàng)目名為INCREA100, 程序交換的方式為標(biāo)準(zhǔn)WindowsDDE交換。

2. 1. 2 DDE通信時(shí)VB的設(shè)定

在VB編程軟件中， DDE連接主要是通過控件的屬性和方法實(shí)現(xiàn)的。通常情況下，DDE通信主要是通過文本框、標(biāo)簽或圖片框等控件進(jìn)行。

如果VB作為顧客，數(shù)據(jù)交換時(shí)，則需要對上述控件的LinkTop ic、Link Item、LinkMode 屬性進(jìn)行如下設(shè)置：

Control. L inkTop ic =服務(wù)器程序名|主題名

Control. L ink Item =項(xiàng)目名

Control. L inkMode有四種選擇： 0表示關(guān)閉DDE;

1表示熱鏈接； 2表示冷鏈接； 3表示通告鏈接。

其中， Control表示文本框、標(biāo)簽或圖片框的名字。

本系統(tǒng)中Control表示文本框Text1,LinkTop ic設(shè)置為View|Tagname, LinkItem 設(shè)置為PLC1. INCREA100,LinkMode設(shè)置為1.

如果組態(tài)王作為顧客，只要把VB 應(yīng)用程序中提供數(shù)據(jù)窗體的LinkMode屬性設(shè)置為1,其它無需再在VB中增加任何程序。

在對組態(tài)王和VB的初始設(shè)置完成后，結(jié)合VB編寫的與智能儀表的通信程序，分別按照服務(wù)器和顧客運(yùn)行應(yīng)用程序，即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王與VB 的自動(dòng)數(shù)據(jù)交換。

2. 2 VB與智能儀表的通信

本系統(tǒng)采用VB專業(yè)版的MSComm控件與VB模塊化編程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了VB與智能儀表間的通信，主要程序模塊及部分程序如下：

① 程序初始化模塊。主要完成串口的選擇、波特率、幀結(jié)構(gòu)設(shè)置、打開串口等串口的設(shè)置工作。

② 發(fā)送數(shù)據(jù)模塊。由手動(dòng)發(fā)送控制命令字和自動(dòng)發(fā)送控制命令字兩種方式，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)采集數(shù)據(jù)和自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。其中，自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)方式包括一個(gè)定時(shí)器發(fā)送程序和一個(gè)定時(shí)器時(shí)間響應(yīng)程序；定時(shí)器發(fā)送程序用來控制控制命令字的發(fā)送周期，定時(shí)器響應(yīng)程序用來完成現(xiàn)場各智能化儀表地址的循環(huán)賦值及控制命令字的發(fā)送。

上述模塊中定時(shí)器響應(yīng)程序的部分程序如下：

Private Sub Timer1 Timer

Timer1. Enabled = False

Text_SEND. Text = "" ∥清空發(fā)送文本框

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

Dim OutByte （1 To 3） AsByte

IfNotMSComm. PortOpen Then ∥保證串口打開

MSComm. PortOpen = True

End If

'24臺(tái)積算儀循環(huán)數(shù)據(jù)采集

If k = 1 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 1

End If

If k = 2 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 2

End If

??

k = k + 1

If k > 24 Then

k = 1

End If

MSComm. InBufferCount = 0 ∥清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. Output = OutByte

For j = 1 To 3

OutByte again （ j） = OutByte （ j）

Next

For i = 1 To 50000000

'延時(shí)Next

End Sub

③ 接收數(shù)據(jù)模塊。通過事件響應(yīng)的方式來完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接收。如果串口收到現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并且使得數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的內(nèi)容超過一個(gè)字節(jié)時(shí)，就會(huì)引發(fā)com2EvReceive事件。OnComm 函數(shù)用來負(fù)責(zé)捕捉com2EvReceive事件，并且將發(fā)送緩沖區(qū)中的現(xiàn)場內(nèi)容寫入VB的文本框進(jìn)行顯示，同時(shí)與組態(tài)王進(jìn)行DDE數(shù)據(jù)交換。

該模塊中的OnComm 函數(shù)響應(yīng)程序如下：

Private Sub Timer1 Timer

Timer1. Enabled = False

Text_SEND. Text = "" ∥清空發(fā)送文本框

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

Dim OutByte （1 To 3） AsByte

IfNotMSComm. PortOpen Then ∥保證串口打開

MSComm. PortOpen = True

End If

'24臺(tái)積算儀循環(huán)數(shù)據(jù)采集

If k = 1 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 1

End If

If k = 2 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 2

End If

k = k + 1

If k > 24 Then

k = 1

End If

MSComm. InBufferCount = 0 ∥清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. Output = OutByte

For j = 1 To 3

OutByte again （ j） = OutByte （ j）

Next

For i = 1 To 50000000

'延時(shí)Next

End Sub

Private Sub Timer1 Timer

Timer1. Enabled = False

Text_SEND. Text = "" ∥清空發(fā)送文本框

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

Dim OutByte （1 To 3） AsByte

IfNotMSComm. PortOpen Then ∥保證串口打開

MSComm. PortOpen = True

End If

'24臺(tái)積算儀循環(huán)數(shù)據(jù)采集

If k = 1 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 1

End If

If k = 2 Then

OutByte （1） = &HCA

OutByte （2） = 0

OutByte （3） = 2

End If

??

k = k + 1

If k > 24 Then

k = 1

End If

MSComm. InBufferCount = 0 ∥清除接收緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. OutBufferCount = 0 ∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數(shù)據(jù)

MSComm. Output = OutByte

For j = 1 To 3

OutByte again （ j） = OutByte （ j）

Next

For i = 1 To 50000000

'延時(shí)Next

End Sub

④ 容錯(cuò)模塊。通過增加數(shù)據(jù)采集容錯(cuò)模塊，保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，提高系統(tǒng)工作可靠性。

⑤ 數(shù)據(jù)庫模塊。主要利用Access數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、分析及歷史數(shù)據(jù)的查詢等。

⑥ 其他程序模塊。主要完成發(fā)送、接收文本框的清空工作等。

通過上述幾個(gè)模塊的協(xié)調(diào)工作，就可以較好地實(shí)現(xiàn)VB與智能儀表間的串行通信、數(shù)據(jù)分析及歷史數(shù)據(jù)查詢等。

3 結(jié)束語

通過VB與智能儀表間的串行通信及組態(tài)王與VB間的DDE通信，并利用組態(tài)王豐富的圖形和組態(tài)工藝，較好地完成了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)刷新、各種曲線、報(bào)警的顯示。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有友好的人機(jī)界面，良好的穩(wěn)定性、可靠性，較好地解決了組態(tài)王與一般智能儀表間的實(shí)時(shí)通信問題，實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王對智能化儀表的實(shí)時(shí)監(jiān)控。