昆山科爾源儀器儀表有限公司
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閱讀：2發(fā)布時間：2025-7-2
流量計生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)儀表和校驗儀表的時候就需要對這些儀表的參數(shù)進(jìn)行檢定，確定儀表的性質(zhì)并提供給使用者相應(yīng)的參數(shù)以便于使用。確定儀表參數(shù)有很多種方法，在實流檢定方法中檢測裝置必須提供相應(yīng)儀表流量范圍內(nèi)的幾個檢測點的流量。下面就闡述一下檢測裝置的幾個檢測點流量變化的實現(xiàn)。
1 工程要求及實現(xiàn)方法
工程中提供信號采集器、標(biāo)準(zhǔn)表、相應(yīng)口徑管道、變頻器和風(fēng)機(jī)等設(shè)備。為了實現(xiàn)對整個標(biāo)定過程的全自動的控制， 我們利用VC++通信控件MSComm編制上位機(jī)軟件對變頻器進(jìn)行控制，變頻器再對風(fēng)機(jī)進(jìn)行頻率控制，從而控制風(fēng)機(jī)的輸出功率達(dá)到氣體流量的變化。
2 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
在本系統(tǒng)中硬件連接是從計算機(jī)的RS-232接口通過RS-232/485轉(zhuǎn)換器連接到變頻器。系統(tǒng)采用的是ABB公司的ACS400變頻器，在VC++編制通訊軟件的時候通訊協(xié)議嚴(yán)格按照ACS400變頻器的通訊協(xié)議進(jìn)行編寫。系統(tǒng)硬件連接圖如下：
實現(xiàn)流量自動控制的思路有兩種，一是給出流量的控制信號，經(jīng)過變頻器動作之后，再由實際的流量傳感器獲得流量值傳給主控計算機(jī)，由主控計算機(jī)進(jìn)行比較運(yùn)算得出進(jìn)一步的調(diào)整信號再發(fā)給變頻器，變頻器動作后流量進(jìn)一步接近設(shè)定值；這樣特定算法反復(fù)幾次后便達(dá)到設(shè)定值（如圖1）。二是通過實際試驗得出的準(zhǔn)確經(jīng)驗值，設(shè)定到計算機(jī)里面，通過經(jīng)驗值進(jìn)行控制也會達(dá)到預(yù)期目的。在這里采用第二種方法，由于通過經(jīng)驗值的方法，控制方式簡單，實現(xiàn)速度快，滿足工程要求的控制精度。
2.1 MSComm控件[1]
VC++編寫串口通訊的方法很多，其中利用MSComm（Microsoft Communications Contro1）控件編程非常簡單方便，它是微軟公司開發(fā)的專用通信控件，封裝了串口的所有功能，我們只用其中主要的通信功能就能完成工程需要。
2.2 串口設(shè)置
定義串口控件的對象為m_com。
設(shè)置變頻器通信格式：
通信設(shè)置：2400，n，8，2
波特率：2400；無奇偶校驗位； 8個數(shù)據(jù)位，2個停止位
幀的包裝格式：起始位1+數(shù)據(jù)位8+停止位2=11位
串口初始化為：
if（m_com.GetPortOpen（））//如果串口打開則關(guān)閉
m_com.SetPortOpen（FALSE）；
m_com.SetCommPort（1）；//選擇COM1
m_com.SetInBufferSize（1024）；
//設(shè)置輸人緩沖區(qū)的大小1024Bytes
m_com.SetOutBufferSize（1024）；
//設(shè)置輸人緩沖區(qū)的大小1024Bytes
m_com.SetRThreshold（1）；
//表示有一個字符引發(fā)一個事件
m_com.SetInputMode（1）；
//表示為二進(jìn)制輸入
m_com.SetSettings（"2400，n，8，2"）；
if（!m_com.GetPortOpen（））
//打開串口
m_com.SetPortOpen（TRUE）；
m_ReceiveData=""；
//接收通信數(shù)據(jù)的緩沖變量清零
2.3 發(fā)送數(shù)據(jù)
在發(fā)送命令的時候嚴(yán)格按照變頻器的協(xié)議進(jìn)行編制；由于通常發(fā)送命令都是按照字符串的形式發(fā)送但是該控件的發(fā)送是VARIANT類型，所以應(yīng)用關(guān)鍵是解決VARIANT與字符串之間的轉(zhuǎn)換問題，包括我們在串口響應(yīng)得到的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵也是如此，詳見2.4節(jié)。下面的函數(shù)會說明字符串到VARIANT的轉(zhuǎn)換過程。
變頻器通訊數(shù)據(jù)包格式為：
| 開始 | 地址域 | 功能域 | 數(shù)據(jù)域 | CRC校驗 | 結(jié)束 |
| 8位 | 8位 | n*8位 | 16位 | ||
| ×× | ×× | ××……×× | ×××× |
開始：忽略。
結(jié)束：忽略。
地址域：0~247，0是廣播式的傳播，正常傳遞的時候返回值也會在地址域?qū)懮献约旱恼咎枴?br> 功能域：0x03讀操作，Ox06寫操作，響應(yīng)返回如果正常則值相同否則返回0x83且在數(shù)據(jù)域說明原因。
數(shù)據(jù)域：具體操作值。
CRC校驗：CRC域位于信息的最后，低字節(jié)在前，高字節(jié)居后。在傳送信息的時候最后發(fā)送低字節(jié)。
把需要發(fā)送的命令以字符串的形式賦給m_SendData程序如下：
CByteArrav hexdata；//十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)
b_String2Hex（m_SendData，hexdata）；
//把字符串轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制并添加上CRC校驗位
m_com.SetOutput（COleVariant（hexdata））；
//發(fā)送數(shù)據(jù)
//功能：把字符串轉(zhuǎn)化成十六進(jìn)制并添加上CRC校驗位
int CQBView:: b_String2Hex（CString str，
CByteArray &senddata）
{
int hexdata，lowhexdata；
int hexdatalen=0；
int len=str.GetLength（）；
BYTE a[200]；
BYTE A，B；
WORD C，D；
A=0xFF；
B=0xFF；
CString yang；
CString shan；
senddata.SetSize（1en/2+8）；
for（int i=0；i
char lstr，hstr=str[i]；
if（hstr==''）
{
i++；continue；
}
i++；
if（i>=len）
break；
lstr=str[i]；
hexdata=ConvertHexChar（hstr）；
//該函數(shù)是把字符轉(zhuǎn)成十六進(jìn)制
lowhexdata=ConvertHexChar（1str）；
if（（hexdata==16）||（1owhexdata==16））
break；
else
hexdata=hexdata*16+lowhexdata；
i++；
a[hexdatalen]=hexdata；
hexdatalen++：
}
//CRC_16校驗的算法
for（i=0；i
B=B^a[i]；
C=A*256+B；
for（int j=0；j<8；j++）
}
D=C&Ox0001；
C=C≥1；
if（D）C=C^0xA001；
}
A=C/256：
B=C%256；
}
a[i]=B；
a[i+1]=A；
hexdatalen=hexdatalen+2；
for（i=0；i
senddata[i]=（char）a[i]；/* */
shan.Format（＂%.2x＂，a[i]）；
yang+=shan；
}
yang.MakeUpper（）；
senddata.SetSize（hexdatalen）；
return hexdatalen；
}
2.4 接收數(shù)據(jù)處理
接收數(shù)據(jù)要用到串口響應(yīng)的函數(shù)OnOnCommMscomm1（），該函數(shù)時刻響應(yīng)串口的動作，真正從緩沖區(qū)中得到正確數(shù)據(jù)，有兩個難點：一是解決VARIANT轉(zhuǎn)換為字符串類型，二是解決過濾掉不正確的信息。個問題的解決方式比較固定，如下例程，過程是VARIANT轉(zhuǎn)換為ColeSafeArray型變量再轉(zhuǎn)換為BYTE型數(shù)組再到CString型變量；而第二個問題的解決方式比較麻煩，因為每個字符都會引起OnOnCommMscomm1（）的響應(yīng)，所以一串完整的信息，往往要執(zhí)行很多次OnOnCommMscomml（）事件，如果在該函數(shù)中進(jìn)行處理數(shù)據(jù)，那么不固定很難操控并且處理完的數(shù)據(jù)緩沖變量必須清空。所以為了解決這一問題筆者設(shè)了一個定時器，當(dāng)信息串的個字符引起響應(yīng)的時候設(shè)置定時器并用一個標(biāo)志封住防止重復(fù)設(shè)置定時器，這樣設(shè)置一個很短的一個時間后在數(shù)據(jù)緩沖變量中累計的就是一個完整的信息串。為了驗證該信息串的正確性可以驗證該CRC校驗位，但是在這里為了方便理解，在定時函數(shù)中判斷該長度就夠了，判斷正確后再按照通信協(xié)議進(jìn)行提取并處理信息。同時在定時器的函數(shù)里銷毀定時器并且解除對設(shè)置定時器的封存，為接收下一信息串作準(zhǔn)備。
例程如下：
void CQBView:: OnOnCommMscomml（）//串口響應(yīng)函數(shù)
{
// TODO: Add your control notification handler code here
//功能：把接收來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字符串的形式
VARIANT m_input1； ColeSafeArray m_input2；LONG length， i；
BYTE data [1024]；CString str；
if（m_com.GetCommEvent（）== 2）
//響應(yīng)事件為2
{
m_input1=m_com.GetInput（）；
//讀取緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)
m_input2=m_input1；
//將VARIANT型變量轉(zhuǎn)換為ColeSafeArrav型變量
length=m_input2.GetOneDimSize（）；
//確定數(shù)據(jù)長度
for（i=0；i
m_input2.GetElement（&i，data+i）；
for（i=0；i
{
char a=* （char*）（data+i）；
str.Format（＂%02x＂，a）；
str=str.Right（2）；//取最后三位
m_ReceiveData+=str；
}
m_ReceiveData.MakeUpper（）；//變大寫
{
if（b_yangweishan）
{
SetTimer（1，100，NULL）；//延時讀取
b_yangweishan=FALSE；
//保證一串信息響應(yīng)一次
}
}
void CQBView::OnTimer（UINT nlDEvent）
//定時函數(shù)
{
// TODO: Add your message handler code here and/or call default
KillTimer（1）；//銷毀定時器
b_yangweishan=TRUE；//解除
if（m_ReceiveData.GetLength（）==12）
//簡單驗證
{
//工作區(qū)開始
Operationl（m_ReceiveData）；
//提取數(shù)據(jù)
Operation2（）；//計算操作1
Operation3（）；//計算操作2
Show（）；//數(shù)據(jù)顯示
//工作區(qū)結(jié)束
m_ReceiveData.Empty（）；//數(shù)據(jù)緩沖
變量清空
}
else//不正確的信息
{
m_ReceiveData.Empty（）；
}
}
3 應(yīng)用總結(jié)
根據(jù)不同的通信形式和通信協(xié)議通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，形式大都很類似，上面與變頻器的通信的方法可以衍生到PC機(jī)與單片機(jī)、PLC、Modem等智能設(shè)備的通信。對于MSComm控件的屬性還很多，在這里只提到幾項主要的設(shè)置，對串口的操作MSComm可以勝任，而且屏蔽掉了底層函數(shù)的編寫為程序員省了很多時間，且該控件并不局限于CFormView和CDialog類里面應(yīng)用，它可以在一般的框架里面應(yīng)用，只是把綁定方式復(fù)雜些。筆者利用MSComm控件開發(fā)的全自動式標(biāo)準(zhǔn)表法氣體流量標(biāo)定系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并且整體的性價比比較好，在標(biāo)定過程當(dāng)中相對時間短、運(yùn)行成本低，對生產(chǎn)效率和效益起到很大的積極作用。
參考文獻(xiàn)
[1]李現(xiàn)勇.Visual C++串口通信技術(shù)與工程實踐[M .北京：人民郵電出版社，2002
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