西門子連接電纜6SL3060-4AC50-0AA0
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1.前言
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)過(guò)去在DOS操作系統(tǒng)下一般是采用匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)制作。隨著bbbbbbs操作系統(tǒng)的普及應(yīng)用,數(shù)據(jù)采集及工業(yè)控制等軟件的開(kāi)發(fā)也上升到 bbbbbbs環(huán)境下??梢暬浖_(kāi)發(fā)平臺(tái)的出現(xiàn),為軟件開(kāi)發(fā)提供了強(qiáng)大的圖形界面功能,使得開(kāi)發(fā)出來(lái)的各種應(yīng)用軟件具有良好的人機(jī)交互功能。匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)是功能強(qiáng)、運(yùn)行速度快,但編程復(fù)雜、調(diào)試難,而高級(jí)語(yǔ)言具有良好的可讀性及方便的調(diào)試手段。
Visual Basic 是bbbbbbs環(huán)境下簡(jiǎn)單、易學(xué)、的可視化編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng),以其所見(jiàn)即所得的可視化界面設(shè)計(jì)風(fēng)格和32位面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)等特點(diǎn),已廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,是很多計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)采用的開(kāi)發(fā)工具。VB不但提供了良好的界面設(shè)計(jì)能力,而且在微機(jī)串口通信方面也有很強(qiáng)的功能。采用 VB開(kāi)發(fā)Winodws下的數(shù)據(jù)采集和工業(yè)控制應(yīng)用軟件十分方便,尤其軟件界面設(shè)計(jì)非常便捷,編程工作量較小,開(kāi)發(fā),特別適合非計(jì)算機(jī)專業(yè)的工程技術(shù)人員掌握和使用。
2.MSComm控件特點(diǎn)
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),該控制“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,事件驅(qū)動(dòng)通訊是交互方式處理串口事務(wù)的一種非常有效的方法,特別適合 bbbbbbs程序的編寫。在串口通訊過(guò)程中,當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)、收到數(shù)據(jù)或產(chǎn)生傳輸錯(cuò)誤時(shí),觸發(fā)MSComm控件的OnComm事件,然后可以通過(guò)判斷 CommEvent屬性值獲得事件類型,再根據(jù)事件類型進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理。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實(shí)現(xiàn)串口的訪問(wèn)和數(shù)據(jù)通訊。
3.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集示例程序
下面給出的應(yīng)用實(shí)例,通過(guò)對(duì)一臺(tái)工業(yè)八通道實(shí)時(shí)檢測(cè)儀表數(shù)據(jù)通訊協(xié)議進(jìn)行分析,利用VB6.0開(kāi)發(fā)微機(jī)通過(guò)串口對(duì)多通道工業(yè)儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的編程技術(shù)。給出的程序代碼具有通用性,并有詳示,可以直接或稍加改動(dòng)后用于其它數(shù)據(jù)采集或?qū)崟r(shí)控制程序中。
3.1 儀表及其數(shù)據(jù)通訊協(xié)議
這臺(tái)工業(yè)用八通道實(shí)時(shí)檢測(cè)儀表,最多可同時(shí)接高精度位移傳感器,用于測(cè)量多點(diǎn)微小形變或微量位移,儀表測(cè)量精度為0.01毫米,測(cè)量范圍最大值為50毫米。該儀表帶有一個(gè)9針的RS-232C串口,能與微機(jī)進(jìn)行串口數(shù)據(jù)通訊,實(shí)時(shí)傳送檢測(cè)數(shù)據(jù),通過(guò)微機(jī)軟件處理可實(shí)現(xiàn)工業(yè)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
該儀表的串口數(shù)據(jù)通訊協(xié)議是:速率為9600bps,1位開(kāi)始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,無(wú)奇偶校驗(yàn)位。儀表每秒通過(guò)串口發(fā)送200個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),由于接入的位移傳感器數(shù)量在 1-8路可調(diào),所以發(fā)送的每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不定長(zhǎng),隨傳感器數(shù)量多少而變化。儀表首先發(fā)送每幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始標(biāo)志字節(jié),該字節(jié)定義為二進(jìn)制常數(shù)0FAH;然后發(fā)送1個(gè)字節(jié)的通道狀態(tài)字節(jié),該字節(jié)按位順序每位代表相應(yīng)的一路通道狀態(tài),某位是1則代表該通道接有位移傳感器,某位是0則代表該通道未接位移傳感器;從第三個(gè)字節(jié)開(kāi)始按位移傳感器接通的通道順序發(fā)送采集數(shù)據(jù)字節(jié),每道數(shù)據(jù)有三個(gè)字節(jié),前2個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)采用壓縮的BCD碼編碼方式,第1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)是高位,第2個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)是低位,即一個(gè)字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù),則兩個(gè)字節(jié)表示四位十進(jìn)制數(shù),小數(shù)點(diǎn)采用固定形式,定義在兩字節(jié)中間;第3個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)為符號(hào)字節(jié),該字節(jié)第八位為1,即1xxxxxxx則為負(fù)數(shù),第八位為0,即0xxxxxxx則為正數(shù)。
例如發(fā)送的字節(jié)數(shù)據(jù)為:0FAH 0B1H 26H 87H 8H 34H 62H 00H 37H 76H 0H 42H 53H 80H
0FAH為幀開(kāi)始標(biāo)志字節(jié),第一道,第五道,第六道,第八道接有位移傳感器,表示 -26.87 34.62 37.76 -42.53。
3.2 部分參數(shù)的技術(shù)分析
3.2.1 儀表通訊傳輸速率為9600bps,則最快速度為1.0417ms發(fā)送一個(gè)字節(jié);儀表每秒發(fā)送200個(gè)字節(jié),平均5.0ms發(fā)送一個(gè)字節(jié),在查詢方式或連續(xù)讀取串口數(shù)據(jù)時(shí)要在程序中添加循環(huán)等待程序,等待接收緩沖區(qū)收到足夠的字節(jié)才能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
3.2.2 儀表發(fā)送每幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不定長(zhǎng),為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能,接收數(shù)據(jù)的讀取要盡可能的快速,則在程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)設(shè)置MSComm1的屬性
RThreshold = 26 接收緩沖區(qū)收到26個(gè)字節(jié)產(chǎn)生OnComm事件
bbbbbLen = 1 bbbbb每次讀取一個(gè)字節(jié)
等到程序接收到一幀完整數(shù)據(jù)后,計(jì)算出當(dāng)前幀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,再將Rthreshold屬性修改為幀長(zhǎng)度,則接收緩沖區(qū)在收到一幀數(shù)據(jù)后,MSComm控件才會(huì)觸發(fā)一個(gè)OnComm事件,這樣就會(huì)有更多的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理。
3.2.3 儀表每秒發(fā)送200個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),微機(jī)收到一完整幀數(shù)據(jù)至少需要t(ms)時(shí)間(只接一道傳感器t=25ms;接八道傳感器t=130ms),然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如果微機(jī)在下一幀數(shù)據(jù)接收前即t ms內(nèi)能將數(shù)據(jù)計(jì)算處理完畢,則接收緩沖區(qū)內(nèi)只會(huì)保存有一幀數(shù)據(jù),不會(huì)存有兩幀以上數(shù)據(jù),接收緩沖區(qū)的大小不會(huì)影響實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)效果(接收緩沖區(qū)>=一完整幀長(zhǎng)度),這時(shí)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或?qū)崟r(shí)控制;如果微機(jī)在t ms內(nèi)不能將數(shù)據(jù)計(jì)算處理完畢,接收緩沖區(qū)設(shè)置的又很大,在數(shù)據(jù)計(jì)算處理完畢前,接收緩沖區(qū)內(nèi)就會(huì)保存有兩幀以上數(shù)據(jù),而且一次工作時(shí)間越長(zhǎng),緩沖區(qū)內(nèi)滯留數(shù)據(jù)幀就越多,數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理之間產(chǎn)生逐漸增大的額外時(shí)間差