基于組態(tài)王和VB的智能儀表實時監(jiān)控系統

　　摘要：針對目前組態(tài)王與智能化儀表通信時存在的問題，基于VB和動態(tài)數據交換技術DDE,研究了組態(tài)王與VB數據交換的方法，并采用VB可視化的編程方法，編寫了上位機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數據交換程序。實現了組態(tài)王與智能化儀表的實時通信，間接擴展了組態(tài)王的驅動程序庫。另外，設計完成了基于組態(tài)王和VB的智能化儀表監(jiān)控系統。運行結果表明，該系統具有良好的穩(wěn)定性、實時性，可以較好地實現工業(yè)現場的實時監(jiān)控。
　　
　　引言
　　
　　隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算機測控技術在工業(yè)現場的各種測量及控制系統中應用越來越廣泛。通常情況下，工業(yè)現場的各種測控系統需要上位計算機與工業(yè)現場各種智能化儀表進行通信，以便及時了解現場儀表的運行情況，從而實現對現場各種狀態(tài)的實時監(jiān)控。
　　
　　組態(tài)王軟件作為一種的上位機監(jiān)控軟件，在許多領域的遠程監(jiān)控中都得到了廣泛的應用。然而，組態(tài)王為數據采集和控制提供的大量底層設備驅動程序，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計的板卡，卻沒有現成的驅動程序提供。因此，利用組態(tài)王與智能化儀表及用戶自己設計的板卡進行通信時，往往需要用戶自己開發(fā)底層的驅動程序，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，能夠使用戶方便地實現組態(tài)王與其它支持動態(tài)數據交換的應用程序進行數據交換。
　　
　　VisualBasic6.0（簡稱VB）是一款簡單、易用的可視化編程語言，可以方便地利用其提供的組件快速建立一個應用程序。因而，在各種程序開發(fā)中，VB得到了廣泛的應用，同時在VB中提供的串行通信控件MSComm,為實現上位計算機與現場各種儀表進行通信提供了一種有效途徑。另外，VB還支持DDE技術，利用該技術可以方便地開發(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存在的問題，給出了一種基于VB和DDE技術的上位計算機與現場智能儀表進行通信的方法。開發(fā)了一套組態(tài)王與VB相結合的智能化儀表監(jiān)控系統，較好地實現了工業(yè)現場各種智能化設備運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。
　　
　　1、系統的基本結構
　　
　　基于組態(tài)王和VB的智能化儀表監(jiān)控系統的結構如圖1所示。由圖1可知，該系統由上位計算機、RS2232/485通信電纜和現場各種智能化儀表構成，該系統采用的是一對多的通信鏈接形式，即現場多種智能化儀表掛接在RS2485總線上，然后再由RS2232/485轉換器轉換后，連接到上位計算機。　　　　
　　2、系統的工作原理
　　
　　組態(tài)王與現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與現場智能儀表的通信。　　　　
　　2.1組態(tài)王與VB的動態(tài)數據交換
　　
　　動態(tài)數據交換（DDE）是Windows平臺上的一個完整通信協議，該協議使應用程序能彼此交換數據和發(fā)送指令。組態(tài)王和VB進行DDE通信的過程中，請求發(fā)送數據的一方稱為"客戶",被請求的一方稱為"服務器".由于DDE通信時，交換雙方需實現數據或控制命令的雙向傳輸。因此，它們既是"客戶",又是"服務器".
　　
　　2.1.1DDE通信時組態(tài)王的設定
　　
　　組態(tài)王與VB之間數據交換內容是通過三個標志名來約定的：
　　
　?、賾贸绦蛎＿M行DDE對話的雙方的名稱。
　　
　　組態(tài)王運行系統的程序名是View.
　　
　　②主題。被討論的數據域。組態(tài)王主題規(guī)定為tagname.
　　
　　③項目。被討論的特定數據對象。在組態(tài)王的數據詞典里，定義I/O變量的同時，也定義了項目名稱。
　　
　　為了建立DDE鏈接，需要在組態(tài)王的數據詞典里建立一個I/O變量，并登記服務器程序的三個標志名。
　　
　　本系統中應用程序名為VBDDE,話題名為form1,項目名為INCREA100,程序交換的方式為標準WindowsDDE交換。
　　
　　2.1.2DDE通信時VB的設定
　　
　　在VB編程軟件中，DDE連接主要是通過控件的屬性和方法實現的。通常情況下，DDE通信主要是通過文本框、標簽或圖片框等控件進行。
　　
　　如果VB作為顧客，數據交換時，則需要對上述控件的LinkTopic、LinkItem、LinkMode屬性進行如下設置：
　　
　　Control.LinkTopic=服務器程序名|主題名
　　
　　Control.LinkItem=項目名
　　
　　Control.LinkMode有四種選擇：0表示關閉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、標簽或圖片框的名字。
　　
　　本系統中Control表示文本框Text1,LinkTopic設置為View|Tagname,LinkItem設置為PLC1.INCREA100,LinkMode設置為1.
　　
　　如果組態(tài)王作為顧客，只要把VB應用程序中提供數據窗體的LinkMode屬性設置為1,其它無需再在VB中增加任何程序。
　　
　　在對組態(tài)王和VB的初始設置完成后，結合VB編寫的與智能儀表的通信程序，分別按照服務器和顧客運行應用程序，即可實現組態(tài)王與VB的自動數據交換。
　　
　　2.2VB與智能儀表的通信
　　
　　本系統采用VB專業(yè)版的MSComm控件與VB模塊化編程相結合，實現了VB與智能儀表間的通信，主要程序模塊及部分程序如下：
　　
　?、俪绦虺跏蓟K。主要完成串口的選擇、波特率、幀結構設置、打開串口等串口的設置工作。
　　
　?、诎l(fā)送數據模塊。由手動發(fā)送控制命令字和自動發(fā)送控制命令字兩種方式，實現手動采集數據和自動采集數據。其中，自動發(fā)送數據方式包括一個定時器發(fā)送程序和一個定時器時間響應程序；定時器發(fā)送程序用來控制控制命令字的發(fā)送周期，定時器響應程序用來完成現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。
　　
　　上述模塊中定時器響應程序的部分程序如下：
　　
　　PrivateSubTimer1Timer
　　
　　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)數據
　　
　　DimOutByte（1To3）AsByte
　　
　　IfNotMSComm.PortOpenThen∥保證串口打開
　　
　　MSComm.PortOpen=True
　　
　　EndIf
　　
　　'24臺積算儀循環(huán)數據采集
　　
　　Ifk=1Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=1
　　
　　EndIf
　　
　　Ifk=2Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=2
　　
　　EndIf
　　
　　??
　　
　　k=k+1
　　
　　Ifk>24Then
　　
　　k=1
　　
　　EndIf
　　
　　MSComm.InBufferCount=0∥清除接收緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.OutBufferCount=0∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.Output=OutByte
　　
　　Forj=1To3
　　
　　OutByteagain（j）=OutByte（j）
　　
　　Next
　　
　　Fori=1To50000000
　　
　　'延時Next
　　
　　EndSub
　　
　?、劢邮諗祿K。通過事件響應的方式來完成現場數據的接收。如果串口收到現場數據，并且使得數據緩沖區(qū)中的內容超過一個字節(jié)時，就會引發(fā)com2EvReceive事件。OnComm函數用來負責捕捉com2EvReceive事件，并且將發(fā)送緩沖區(qū)中的現場內容寫入VB的文本框進行顯示，同時與組態(tài)王進行DDE數據交換。
　　
　　該模塊中的OnComm函數響應程序如下：
　　
　　PrivateSubTimer1Timer
　　
　　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)數據
　　
　　DimOutByte（1To3）AsByte
　　
　　IfNotMSComm.PortOpenThen∥保證串口打開
　　
　　MSComm.PortOpen=True
　　
　　EndIf
　　
　　'24臺積算儀循環(huán)數據采集
　　
　　Ifk=1Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=1
　　
　　EndIf
　　
　　Ifk=2Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=2
　　
　　EndIf
　　
　　k=k+1
　　
　　Ifk>24Then
　　
　　k=1
　　
　　EndIf
　　
　　MSComm.InBufferCount=0∥清除接收緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.OutBufferCount=0∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.Output=OutByte
　　
　　Forj=1To3
　　
　　OutByteagain（j）=OutByte（j）
　　
　　Next
　　
　　Fori=1To50000000
　　
　　'延時Next
　　
　　EndSub
　　
　　PrivateSubTimer1Timer
　　
　　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)數據
　　
　　DimOutByte（1To3）AsByte
　　
　　IfNotMSComm.PortOpenThen∥保證串口打開
　　
　　MSComm.PortOpen=True
　　
　　EndIf
　　
　　'24臺積算儀循環(huán)數據采集
　　
　　Ifk=1Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=1
　　
　　EndIf
　　
　　Ifk=2Then
　　
　　OutByte（1）=&HCA
　　
　　OutByte（2）=0
　　
　　OutByte（3）=2
　　
　　EndIf
　　
　　??
　　
　　k=k+1
　　
　　Ifk>24Then
　　
　　k=1
　　
　　EndIf
　　
　　MSComm.InBufferCount=0∥清除接收緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.OutBufferCount=0∥清除發(fā)送緩沖區(qū)數據
　　
　　MSComm.Output=OutByte
　　
　　Forj=1To3
　　
　　OutByteagain（j）=OutByte（j）
　　
　　Next
　　
　　Fori=1To50000000
　　
　　'延時Next
　　
　　EndSub
　　
　?、苋蒎e模塊。通過增加數據采集容錯模塊，保證數據采集的實時性、準確性，提高系統工作可靠性。
　　
　?、輸祿炷K。主要利用Access數據庫，實現對計算機采集數據存儲、管理、分析及歷史數據的查詢等。
　　
　?、奁渌绦蚰K。主要完成發(fā)送、接收文本框的清空工作等。
　　
　　通過上述幾個模塊的協調工作，就可以較好地實現VB與智能儀表間的串行通信、數據分析及歷史數據查詢等。
　　
　　3、結束語
　　
　　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，較好地完成了數據的實時刷新、各種曲線、報警的顯示。運行結果表明，該系統具有友好的人機界面，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時通信問題，實現了組態(tài)王對智能化儀表的實時監(jiān)控。