基于MODBUS總線(xiàn)多功能電力儀表遠(yuǎn)程通訊的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)

1、基于MODBUS總線(xiàn)多功能電力儀表遠(yuǎn)程通訊的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)【內(nèi)容摘要】本文通過(guò)對(duì)江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司的多功能電力儀表進(jìn)行具體的分析，介紹了基于VisualBasic軟件編程開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程讀取多功能電力儀表數(shù)據(jù)的程序。通過(guò)MSComm控件對(duì)RS-232串口COM1的進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多功能電力儀表遠(yuǎn)程控制功能。【關(guān)鍵詞】RS-232串口，MODBUS總線(xiàn)，MSComm控件，232/485轉(zhuǎn)換模塊AbstractThepaperanalyzesmultifunctionalelectricalinstrumentofJianYinChangjiangSfereElectricPowerCompan

2、yLimitedsp【內(nèi)容摘要】本文通過(guò)對(duì)江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司的多功能電力儀表進(jìn)行具體的分析，介紹了基于VisualBasic軟件編程開(kāi)發(fā)了遠(yuǎn)程讀取多功能電力儀表數(shù)據(jù)的程序。通過(guò)MSComm控件對(duì)RS-232串口COM1的進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多功能電力儀表遠(yuǎn)程控制功能?！娟P(guān)鍵詞】RS-232串口，MODBUS總線(xiàn)，MSComm控件，232/485轉(zhuǎn)換模塊AbstractThepaperanalyzesmultifunctionalelectricalinstrumentofJianYinChangjiangSfereElectricPowerCompanyLimitedspecifical

3、ly.ItisintroducedremotelyaccessingmultifunctionalelectricalinstrumentbyapplicationofVisualBasic.ThepaperachievestoremotelycontrolmultifunctionalelectricalinstrumentbyusingMSCommcontroltoaccessserialportCOM1.KeyWordsRS-232serialport,MODBUS,MSCommControl,232/485ConverterModule一、前言原來(lái)的電力系統(tǒng)中，高低壓配電柜中往往要安裝

4、各種各樣的儀表，（如電度表、電流表、電壓表等）實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)視。而如果在一些大廠往往就有很多儀表，每隔一段時(shí)間就要有專(zhuān)人帶著紙筆到廠區(qū)內(nèi)的所有儀表點(diǎn)巡視一番，并將所有的數(shù)值記錄下來(lái)，帶回辦公室作數(shù)據(jù)分析和處理。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在電力監(jiān)控領(lǐng)域中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。使用多功能智能電力儀表代替機(jī)械式的電力儀表是工業(yè)自動(dòng)化的大勢(shì)所趨。由于多功能儀表不但可以一表多用，而且一般的多功能儀表都可以通過(guò)其通訊接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能。所以使用多功能電力儀表能夠在很大程度上減少人們的勞力，并且可以極大地提高效率。由于實(shí)現(xiàn)對(duì)電力多功能儀表的監(jiān)視，功能比較單一，且市場(chǎng)上的組態(tài)軟

5、件也比較昂貴。在這里作者就是用MSComm控件實(shí)現(xiàn)對(duì)串口的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司的多功能電力儀表遠(yuǎn)程讀取電能數(shù)據(jù)，從而達(dá)到軟件的設(shè)計(jì)。MSComm控件是Microsoft提供的擴(kuò)展控件，用于支持VB程序?qū)Υ诘脑L(fǎng)問(wèn)，該控件“隱藏”了大部分串口通訊的底層運(yùn)行過(guò)程和許多煩瑣的處理過(guò)程，同時(shí)支持查詢(xún)方法和事件驅(qū)動(dòng)通訊的機(jī)制。因此用其實(shí)現(xiàn)微機(jī)串口的數(shù)據(jù)通訊相當(dāng)簡(jiǎn)單，以很少的程序代碼就可以輕松串口的訪(fǎng)問(wèn)和數(shù)據(jù)通訊。二、MODBUS通訊協(xié)議分析：由于江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表公司CD194E系列的多功能電力儀表是采用遠(yuǎn)程RS-485數(shù)字接口（差分、半雙工）和使用MODBUS-RTU通訊協(xié)議，來(lái)實(shí)

6、現(xiàn)對(duì)儀表的編程、數(shù)據(jù)采集等功能，所以先介紹MODBUS協(xié)議：MODBUS協(xié)議是一種主從式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊協(xié)議，允許一臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)從機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，在CD194E系列的多功能電力儀表通訊系統(tǒng)中，主機(jī)是微機(jī)（PC、工控機(jī)、PLC），從機(jī)是CD194E列儀表。在該通訊系統(tǒng)中，允許系統(tǒng)連接多達(dá)128個(gè)儀表及1200米的通訊距離。通訊方式采用主機(jī)請(qǐng)求，從機(jī)應(yīng)答。即：主機(jī)提出命令請(qǐng)求，從機(jī)響應(yīng)接收數(shù)據(jù)后作數(shù)據(jù)分析，如果數(shù)據(jù)滿(mǎn)足通訊規(guī)約，從機(jī)做數(shù)據(jù)響應(yīng)。主、從機(jī)間的通訊每一幀數(shù)據(jù)包含以下信息（16進(jìn)制）：從機(jī)地址、命令字、信息字、校驗(yàn)碼從機(jī)地址（1個(gè)字節(jié)）：從機(jī)設(shè)備號(hào)，主機(jī)利用從機(jī)地址來(lái)識(shí)別進(jìn)行通訊從機(jī)設(shè)備

7、。命令字（1個(gè)字節(jié)）：設(shè)定主機(jī)對(duì)從機(jī)的通訊內(nèi)容。信息字（N個(gè)字節(jié)）：包括進(jìn)行兩機(jī)通訊中各種數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)信息。校驗(yàn)碼（2個(gè)字節(jié)）：用于檢測(cè)數(shù)據(jù)通訊錯(cuò)誤，采用循環(huán)冗余碼CRC16。通訊參數(shù)的設(shè)置：通過(guò)儀表上的編程鍵盤(pán)對(duì)儀表的儀表地址（1-247）、通訊速度（4800或9600）和數(shù)據(jù)格式（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位，可選擇無(wú)校驗(yàn)位、奇校驗(yàn)位、偶校驗(yàn)位。）進(jìn)行設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)連線(xiàn)如圖一如示：在這里，作者使用的是臺(tái)灣泓格科技有限公司的232/485轉(zhuǎn)換模塊I-7520。由主控計(jì)算機(jī)送出的命令是通過(guò)RS-232串行通信端口發(fā)送出去，此信號(hào)經(jīng)過(guò)232/485轉(zhuǎn)換模塊（模塊編號(hào)I-7520）將

8、信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電位及類(lèi)型轉(zhuǎn)換后，在485網(wǎng)絡(luò)上傳播開(kāi)來(lái)。多功能電力儀表收到屬于自身的命令后，會(huì)進(jìn)行分析控制的操作，最后將結(jié)果送至485網(wǎng)絡(luò)，讓此信號(hào)再通過(guò)I-7520的轉(zhuǎn)換后，可由計(jì)算機(jī)的RS-232串行通信端口接收進(jìn)來(lái)。整個(gè)送收過(guò)程全是以串行處理。三、軟件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)注：從CD194E系列的多功能電力儀表傳過(guò)來(lái)的電功率數(shù)據(jù)就存放在Byte1到Byte4內(nèi)。3.通信步驟：加入通信控件。也就是MSComm控件設(shè)置通信端口號(hào)碼。即CommPort屬性，在本文使用Com1。設(shè)置通訊參數(shù)。即Settings屬性。在本文設(shè)置為9600,n,8,1。即通訊速度為9600，數(shù)據(jù)格式為1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停

9、止位，無(wú)校驗(yàn)位。注意必須與多功能電力儀表的設(shè)置一致，不然就會(huì)通信失敗。設(shè)置其它參數(shù)。必要時(shí)再加上其它的屬性設(shè)置。打開(kāi)通信端口。即PortOpen屬性設(shè)成True。每隔毫秒送出字符串或讀入字符串。即發(fā)送命令4（讀N個(gè)字節(jié)）來(lái)讀取電功率參數(shù)，使用Input及Output屬性。使用完MSComm控件后，將通信端口關(guān)閉。4.人機(jī)界面：5程序代碼：API函數(shù)聲名PrivateDeclareFunctionGetTickCountLibkernel32（）AsLong點(diǎn)擊結(jié)束程序按鈕PrivateSubCmdEnd_Click（）EndEndSub點(diǎn)擊讀取電功率按鈕PrivateSubCmdRead_Cl

10、ick（）Timer1.Enabled=NotTimer1.EnabledIfTimer1.EnabledThenCmdRead.Caption=停止讀數(shù)ElseCmdRead.Caption=讀取電功率EndIfEndSub程序初始化PrivateSubForm_Load（）MSComm1.InputMode=comInputModeBinaryMSComm1.PortOpen=TrueTimer1.Enabled=FalseEndSubPrivateSubTimer1_Timer（）DimC4%,C5%,C6%,C7%DimTick&DimDataAsDoubleDimBuf（）AsByt

11、eDimByteOut（7）AsByteMSComm1.InputLen=0Buf=MSComm1.Input重新定義數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū),發(fā)送命令4MSComm1.InputLen=1ByteOut（0）=&H1ByteOut（1）=&H4ByteOut（2）=&H0ByteOut（3）=&H5CByteOut（4）=&H0ByteOut（5）=&H4ByteOut（6）=&H31ByteOut（7）=&HDBMSComm1.Output=ByteOut（0）&ByteOut（1）&ByteOut（2）&ByteOut（3）&ByteOut（4）&ByteOut（5）&ByteOut（6）&Byt

12、eOut（7）等待多功能電力儀表響應(yīng)的數(shù)據(jù)到達(dá)串口Tick=GetTickCount（）DoIf（GetTickCount（）-Tick）/1000#10ThenMsgBox時(shí)間過(guò)久，請(qǐng)檢查多功能電力儀表及傳輸狀態(tài)！,vbCritical+vbOKOnly,系統(tǒng)信息ExitSubEndIfDoEventsLoopUntilMSComm1.InBufferCount=9從輸入緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)Buf=MSComm1.InputIfBuf（0）1ThenMsgBox地址錯(cuò)誤！,vbCritical+vbOKOnly,系統(tǒng)信息ExitSubEndIfBuf=MSComm1.InputIfBuf（0）4Th

13、enMsgBox長(zhǎng)度錯(cuò)誤！,vbCritical+vbOKOnly,系統(tǒng)信息ExitSubEndIfBuf=MSComm1.InputC4=Buf（0）Buf=MSComm1.InputC5=Buf（0）Buf=MSComm1.InputC6=Buf（0）Buf=MSComm1.InputC7=Buf（0）Buf=MSComm1.InputBuf=MSComm1.InputData=Power（C4,C5,C6,C7）TxtPower.Text=CStr（Data）EndSub自定義功率換算函數(shù)PrivateFunctionPower（C4%,C5%,C6%,C7%）DimPowerExpAs

14、String,MantissaAsStringDimReadValue#DimValueSign&If（C4And&H80）/27）=TrueThenValueSign=-1ElseValueSign=1EndIfPowerExp=CStr（C4And&H7F）2+（C5And&H80）/27）Mantissa=CStr（&H80OrC5）216+C628+C7）ReadValue=ValueSign2（Val（PowerExp）-126）Val（Mantissa）/（25665536）Power=ReadValueEndFunction四、結(jié)論本實(shí)例是作者在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)定的應(yīng)用效果，目前在江西某廠取得了實(shí)際的應(yīng)用。該控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：1，從硬件上看，僅僅使用一個(gè)轉(zhuǎn)換模塊就可以實(shí)現(xiàn)全廠電能遠(yuǎn)程監(jiān)控和集中管理的功能。大大提高了效率，且十分經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。2，從軟件上