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)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。

　　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）將信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)電位及類型轉(zhuǎn)換后，在 485 網(wǎng)絡(luò)上傳播開來(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，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：

　?、偶尤胪ㄐ趴丶Ｒ簿褪?MSComm控件

　?、圃O(shè)置通信端口號(hào)碼。即 CommPort屬性，在本文使用 Com1。

　　⑶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。

　?、仍O(shè)置其它參數(shù)。必要時(shí)再加上其它的屬性設(shè)置。

　?、纱蜷_通信端口。即PortOpen 屬性設(shè)成 True。

　?、拭扛簦担埃昂撩胨统鲎址蜃x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。

　?、耸褂猛?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

　　Private Declare Function GetTickCount Lib "kernel32" （） As Long

　　'點(diǎn)擊結(jié)束程序按鈕

　　Private Sub CmdEnd_Click（）

　　End

　　End Sub

　　'點(diǎn)擊讀取電功率按鈕

　　Private Sub CmdRead_Click（）

　　Timer1.Enabled = Not Timer1.Enabled

　　If Timer1.Enabled Then

　　CmdRead.Caption = "停止讀數(shù)"

　　Else

　　CmdRead.Caption = "讀取電功率"

　　End If

　　End Sub

　　'程序初始化

　　Private Sub Form_Load（）

　　MSComm1.InputMode = comInputModeBinary

　　MSComm1.PortOpen = True

　　Timer1.Enabled = False

　　End Sub

　　Private Sub Timer1_Timer（）

　　Dim C4%, C5%, C6%, C7%

　　Dim Tick&

　　Dim Data As Double

　　Dim Buf（） As Byte

　　Dim ByteOut（7） As Byte

　　MSComm1.InputLen = 0

　　Buf = MSComm1.Input

　　'重新定義數(shù)據(jù)輸入緩沖區(qū),  發(fā)送命令 4

　　MSComm1.InputLen = 1

　　ByteOut（0） = &H1

　　ByteOut（1） = &H4

　　ByteOut（2） = &H0

　　ByteOut（3） = &H5C

　　ByteOut（4） = &H0

　　ByteOut（5） = &H4

　　ByteOut（6） = &H31

　　ByteOut（7） = &HDB

　　MSComm1.Output = ByteOut（0） & ByteOut（1） & ByteOut（2） & ByteOut（3） & ByteOut（4） & ByteOut（5） &

　　ByteOut（6） & ByteOut（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（）

　　Do

　　If （GetTickCount（） - Tick） / 1000# > 10 Then

　　MsgBox "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"

　　Exit Sub

　　End If

　　DoEvents

　　Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 9

　　'從輸入緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)

　　Buf = MSComm1.Input

　　If Buf（0） <> 1 Then

　　MsgBox "地址錯(cuò)誤！", vbCritical + vbOKOnly, "系統(tǒng)信息"

　　Exit Sub

　　End If

　　Buf = MSComm1.Input

　　If Buf（0） <> 4 Then

　　MsgBox "長(zhǎng)度錯(cuò)誤！", vbCritical + vbOKOnly, "系統(tǒng)信息"

　　Exit Sub

　　End If

　　Buf = MSComm1.Input

　　C4 = Buf（0）

　　Buf = MSComm1.Input

　　C5 = Buf（0）

　　Buf = MSComm1.Input

　　C6 = Buf（0）

　　Buf = MSComm1.Input

　　C7 = Buf（0）

　　Buf = MSComm1.Input

　　Buf = MSComm1.Input

　　Data = Power（C4, C5, C6, C7）

　　TxtPower.Text = CStr（Data）

　　End Sub

　　'自定義功率換算函數(shù)

　　Private Function Power（C4%, C5%, C6%, C7%）

　　Dim PowerExp As String, Mantissa As String

　　Dim ReadValue#

　　Dim ValueSign&

　　If （（C4 And &H80） / 2 ︿ 7） = True Then

　　ValueSign = -1

　　Else

　　ValueSign = 1

　　End If

　　PowerExp = CStr（（C4 And &H7F） ＊ 2 + （C5 And &H80） / 2 ︿ 7）

　　Mantissa = CStr（（&H80 Or C5） ＊ 2 ︿ 16 + C6 ＊ 2 ︿ 8 + C7）

　　ReadValue = ValueSign ＊ 2 ︿ （Val（PowerExp） - 126） ＊ Val（Mantissa） / （256 ＊ 65536）

　　Power = ReadValue

　　End Function

　　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，從軟件上看，直接使用串口的控制技術(shù)，而不必需要寫額外的驅(qū)動(dòng)程序。采用VB開發(fā)應(yīng)用軟件十分方便，編程工作量小。

　　【參考文獻(xiàn)】

　　1.李肇慶、韓濤。串行端口技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社，2004

　　2.范逸之。Visual Basic 與 RS-232 串行通信控制，清華大學(xué)出版社，2002

　　3.范逸之。Visual Basic  與分布監(jiān)控系統(tǒng)——RS232/485 串行通信，清華大學(xué)出版社，2002

　　4.江陰長(zhǎng)江斯菲爾電力儀表有限公司使用手冊(cè)

　　5.臺(tái)灣泓格科技有限公司的 232/485 轉(zhuǎn)換模塊說(shuō)明書.

      6. RS-485  datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/RS-485+_584821.html.

      7. PLC datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/PLC_1248813.html.

      8. RS-232  datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/RS-232+_584855.html.