關(guān)鍵字：組態(tài)軟件，串口設(shè)備通信，VC++6.0

1、前言：

　　工業(yè)控制組態(tài)軟件的開發(fā)和使用已經(jīng)有幾十年的歷史，現(xiàn)在很多從事工業(yè)控制的公司都在使用甚至開發(fā)自己的組態(tài)軟件。在開發(fā)組態(tài)軟件的過程中，組態(tài)軟件的通信是一個非常重要的模塊，使用組態(tài)軟件設(shè)計出顯示畫面以后，要接收現(xiàn)場的采集數(shù)據(jù)，形成動態(tài)畫面，反映工業(yè)現(xiàn)場的各種狀態(tài)，并能夠?qū)ΜF(xiàn)場設(shè)備進行控制，這些都依賴于組態(tài)軟件的通信模塊。現(xiàn)場的測控設(shè)備大多都采用標準的通信接口，而串行接口是測控設(shè)備所采用的最常見的一種通信接口。本文首先分析了開發(fā)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信的方法，然后提出了一種使用VC++6.0開發(fā)組態(tài)軟件串口設(shè)備通信模塊的具體實現(xiàn)方法。

2、組態(tài)軟件與測控設(shè)備的通信原理

　　組態(tài)軟件通過I/O驅(qū)動程序從現(xiàn)場測控設(shè)備獲得實時數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行加工處理后，一方面以圖形方式顯示在計算機屏幕上，來反映現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況;另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送給I/O設(shè)備，對執(zhí)行機構(gòu)實施控制或調(diào)整控制參數(shù)。

　　一般情況下，I/O驅(qū)動程序是與設(shè)備相關(guān)的，即一種設(shè)備的驅(qū)動程序只能驅(qū)動該類的設(shè)備。設(shè)備制造商會提供PC與設(shè)備間進行數(shù)字通信的接口協(xié)議和物理接口標準。物理接口標準規(guī)定使用何種通信介質(zhì)、鏈路層的接口標準，如RS232、RS485、以太網(wǎng)等;接口協(xié)議規(guī)定通信雙方約定的命令及數(shù)據(jù)響應(yīng)格式、數(shù)據(jù)校驗方式等。I/O 驅(qū)動程序主要是按照接口協(xié)議的規(guī)定向設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)請求命令，對返回數(shù)據(jù)進行拆包，從中分離出所需數(shù)據(jù)（即組態(tài)的數(shù)據(jù)連接項和設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)）。多數(shù)設(shè)備的通信接口協(xié)議都有若干條讀寫命令，分別用來讀寫設(shè)備上不同類別的數(shù)據(jù)，而每一條命令又可以讀寫同類別的多條數(shù)據(jù)，具體能讀寫幾條是由接口協(xié)議規(guī)定的。使用組態(tài)軟件做I/O數(shù)據(jù)連接的工程技術(shù)人員不必了解這些細節(jié)，只需按照I/O 驅(qū)動程序的說明書組態(tài)數(shù)據(jù)庫變量與設(shè)備數(shù)據(jù)項的對應(yīng)關(guān)系即可。I/O 驅(qū)動程序主要以數(shù)據(jù)包為單位進行數(shù)據(jù)處理，這樣會大大提高通信效率。通信過程如圖1所示：

圖1、組態(tài)軟件通信原理框圖

3、組態(tài)軟件中串口設(shè)備通信方法設(shè)計

　　在工業(yè)控制領(lǐng)域，常把現(xiàn)場測控設(shè)備分成3種類型，一種是可獨立工作、能夠完成特定數(shù)據(jù)輸入輸出功能的設(shè)備，如用于模擬量輸入輸出、數(shù)字量輸入輸出的各種板卡;另一種設(shè)備是本身不直接處理數(shù)據(jù)輸入輸出，但起到管理其它設(shè)備工作的設(shè)備，如串行口設(shè)備;第三種設(shè)備是本身具有處理數(shù)據(jù)輸入輸出的功能，但只有和第一種設(shè)備一起才構(gòu)成完整工作系統(tǒng)的設(shè)備：如PLC設(shè)備、智能儀器儀表等;不同類型的設(shè)備的工作方式有所不同，其對應(yīng)的通信方法的設(shè)計也有所不同。而第三種設(shè)備是最常用的一種設(shè)備，他們的通信方式，主要是對串行口進行操作，因此在這里把他們叫做串口設(shè)備，下面結(jié)合實例給出用VC++6.0設(shè)計組態(tài)軟件串口設(shè)備通信的方法。

　　選用VC++來開發(fā)，是因為使用VC++開發(fā)的軟件運行效率高，程序代碼較短，運行速度快，能夠充分利用32位操作系統(tǒng)多任務(wù)多線程的優(yōu)勢。利用VC++6.0開發(fā)串口通信一般有兩種方法，一種是直接使用bbbbbbs API函數(shù)進行編程，另一種是使用MSCOMM控件來進行串口編程，采用后一種方法在程序?qū)崿F(xiàn)上相對第一種方法比較簡單，因為MSCOMM控件封裝了大量bbbbbbs API函數(shù)，使用MSCOMM控件進行編程，用戶只需考慮如何使用MSCOMM控件所提供的屬性和事件，以驅(qū)動API函數(shù)的接口來完成工作。

　　在組態(tài)軟件中實現(xiàn)串行設(shè)備的通信實際上就是開發(fā)不同串行設(shè)備的驅(qū)動程序，它一般分為兩個部分，一是對串行口的設(shè)置、初始化、以及讀寫操作，二是根據(jù)不同設(shè)備的通信協(xié)議對從串行口讀寫的數(shù)據(jù)幀進行處理，取出其中的有用數(shù)據(jù)。

　　3.1串口屬性設(shè)置對話框設(shè)計

　　新建一個工程，在該工程中插入MSCOMM控件，建立一個對話框，（set_com）加入以下控件：

　　該對話框用于對串口的屬性進行設(shè)置，但是這里并不是對串口進行真正的設(shè)置，而只是把一些參數(shù)保存到變量當中。在實際的應(yīng)用中可能會用到其他更多的屬性，但以上屬性是最常用的幾個屬性，為了簡化說明，在本設(shè)計中，只對以上一個屬性進行設(shè)置，其他屬性都采用默認的屬性設(shè)置。MSCOMM控件有兩種通信方式-事件驅(qū)動方式和查詢方式，為了簡化說明，在這里也只采用其中的一種通信方式-事件驅(qū)動方式。

　　3.2打開串口及數(shù)據(jù)處理設(shè)計

　　在這一步驟里應(yīng)該包括以下功能：

　?。?） 用戶能夠選擇所要使用的串行設(shè)備

　?。?） 根據(jù)3.1中設(shè)置的參數(shù)，對串口進行設(shè)置

　?。?） 打開串口，對數(shù)據(jù)進行處理，保存到緩沖區(qū)

　　為了簡化說明，在這里省略功能（1）的設(shè)計，假設(shè)我們所設(shè)計的組態(tài)軟件只與一種設(shè)

　　備進行通信（我們采用OMRON PLC，以C200HE PLC為例，通信協(xié)議采用上位機鏈接通信）

　　3.2.1串口屬性設(shè)置及打開串口

　　新建一個支持Activex控件的對話框（test_com）,從控件工具欄中把MSCOMM控件拖到該對話框中，并為該控件添加控制變量：m_ctrlComm。在test_com::OnInitDialog（）函數(shù)中設(shè)置串口屬性，程序如下所示：

　　//把set_com對話框中設(shè)置的串口屬性賦值給para

　　para=btl+”,”+jojy+”,”+sjw+”,”+tzw+”,”;

　　//打開串口

　　if（m_ctrlComm.GetPortOpen（））

[NextPage]

　　m_ctrlComm.SetPortOpen（FALSE）;

　　m_ctrlComm.SetCommPort（selcom）; //選擇串口

　　if（ !m_ctrlComm.GetPortOpen（））

　　m_ctrlComm.SetPortOpen（TRUE）;//打開串口

　　else

　　AfxMessageBox（"cannot open serial port"）;

　　//設(shè)置串口屬性

　　m_ctrlComm.SetSettings（para）; //波特率，校驗，數(shù)據(jù)位，停止位

　　m_ctrlComm.SetbbbbbMode（1）; //1：表示以二進制方式檢取數(shù)據(jù)

　　m_ctrlComm.SetRThreshold（1）;

　　//參數(shù)1表示每當串口接收緩沖區(qū)中有多于或等于1個字符時將引發(fā)一個接收數(shù)據(jù)的OnComm事件

　　m_ctrlComm.SetbbbbbLen（0）; //設(shè)置當前接收區(qū)數(shù)據(jù)長度為0

　　m_ctrlComm.Getbbbbb（）;//先預(yù)讀緩沖區(qū)以清除殘留數(shù)據(jù)

　　return TRUE;

　　3.2.2響應(yīng)串口事件，對數(shù)據(jù)進行處理

　　上位機發(fā)送數(shù)據(jù)到PLC的過程實際上就是根據(jù)該PLC的通信協(xié)議，把命令字符串發(fā)送到串行口，上位機接收PLC數(shù)據(jù)的過程實際上是把接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)PLC通信協(xié)議里規(guī)定的幀格式，把有用數(shù)據(jù)取出來的過程。

　?。?）OMRON PLC（C200HX）的通信協(xié)議

　　本文的通信協(xié)議采用的是上位機鏈接通信。上位機鏈接通信通過在上位機與PLC之間交換命令和應(yīng)答實現(xiàn)的。在一次交換中傳輸?shù)拿詈蛻?yīng)答數(shù)據(jù)稱為一幀，一個幀最多可包含131個數(shù)據(jù)字符。

　　命令幀格式如下：

　　識別碼和正文取決于傳輸?shù)纳衔粰C鏈接命令。當傳送一個組合命令時，還將有第二個識別碼（子識別碼）。FCS（幀檢查順序）碼由上位機計算，并設(shè)置在命令幀中，命令幀最多可以有131個字符長，一個等于或大于132字符的命令必須分成若干幀。命令分段，使用回車定界符（CHR$（13））,而不是終止符。終止符必須用在最后幀的末尾。

　　應(yīng)答幀格式

　　識別碼和正文取決于接收到的上位機鏈接命令，結(jié)束碼表示命令完成的狀態(tài)（即是否有錯誤發(fā)生），當應(yīng)答超過132字符，它必須分成若干幀。在每個幀的末尾將自動設(shè)置一個定界符（CHR$（13））代替終止符。終止符必須設(shè)置在最后幀的末尾。

　?。?）響應(yīng)OnComm事件，對數(shù)據(jù)進行處理

　　// 發(fā)送事件

　　void test_com::OnSend （）

　?。?/P>

　　// 根據(jù)（1）中的命令幀格式，寫出需要傳出的命令碼字符串Cbbbbbb m_send

　　// 將這個字符串發(fā)送到串行口

　　m_ctrlComm.SetOutput （COleVariant （m_send））;

　?。?/P>

　　// 接收事件

　　void test_com::OnComm （）

　?。?/P>

　　if （m_ctrlComm.GetCommEvent （） = 2） //事件值為2表示接收緩沖區(qū)內(nèi)有字符

　?。?/P>

　　COle Variant m_bbbbb = m_ctrlComm.Getbbbbb （）;

　　//m_bbbbb中的數(shù)據(jù)即為接收到的數(shù)據(jù)，根據(jù)應(yīng)答幀格式取出其中的有效數(shù)據(jù)

　　UpdateData （FALSE）;

　?。?/P>

　?。?/P>

4、結(jié)論

　　通過在實際開發(fā)中的具體應(yīng)用，提出組態(tài)軟件中串口設(shè)備通信模塊的具體實現(xiàn)方法，在實際應(yīng)用中具有重要的應(yīng)用價值。

參考文獻

　　[1] 馬國華 《監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用》清華大學(xué)出版社 2001.8

　　[2] 王亞民 陳青劉暢生 王水平 《組態(tài)軟件設(shè)計與開發(fā)》2003.4

　　[3] 李現(xiàn)勇 《Visual C++串口通信技術(shù)與工程實踐》 人民郵電出版社 2002.5