【文章內(nèi)容簡介】 00 等多種波特 率，在 19200 波特率下，上位機(jī)訪問一臺 AI7/8 系列高性能儀表的平均時間僅 20mS，訪問 AI5 系列儀表的平均時間為 50mS。儀表允許在一個 RS485 通訊接口上連接多達(dá) 80 臺儀表（為保證通訊可靠，儀表數(shù)量大于 60 臺時需要加一個 RS485 中繼器）。 AI系列儀表可以用 PC、觸摸屏及 PLC 作為上位機(jī)，其軟件資源豐富，發(fā)展速度極快。基與 PC 的上位機(jī)軟件廣泛采用 WINDOWS 作為操作環(huán)境，不僅操作直觀方便，而且功能強(qiáng)大。最新的工業(yè)平板觸摸屏式 PC 的應(yīng)用，更為工業(yè)自動化帶來新的界面。這使得 AIDCS 系統(tǒng)價格大大低于傳統(tǒng) DCS 系統(tǒng)，而性能及可靠性也具備比傳統(tǒng) DCS 系統(tǒng)更優(yōu)越的潛力， 版本AI7/8 系列儀表允許連續(xù)寫參數(shù)，寫給定值或輸出值，可利用上位機(jī)將儀表組成復(fù)雜調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 AI系列儀表使用異步串行通訊接口，接口電平符合 RS232C 或 RS485 標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。數(shù)據(jù)格式為 1 個起始位， 8 位數(shù)據(jù)，無校驗位， 1 個或 2個停止位。通訊傳輸數(shù)據(jù)的波特率可調(diào)為 4800~19200 bit/S，通常用 9600 bit/S，單一通訊口所連接儀表數(shù)量大于 40 臺或需要更快刷新率時，推薦用 19200bit/S，當(dāng)通訊距離很長或通訊不可靠常 中斷時，可選 4800bit/S。 AI 儀表采用多機(jī)通訊協(xié)議，采用 RS485 通訊接口，則可將 1~80 臺的儀表同時連接在一個通訊接口上。 RS485 通訊接口通訊距離長達(dá) 1KM 以上（部分實際應(yīng)用已達(dá) 34KM），只需兩根線12 就能使多臺 AI 儀表與計算機(jī)進(jìn)行通訊，優(yōu)于 RS232 通訊接口。為使用普通個人計算機(jī) PC 能作上位機(jī)，可使用 RS232/RS485 或 USB/RS485 型通訊接口轉(zhuǎn)換器，將計算機(jī)上的 RS232通訊口或 USB口轉(zhuǎn)為 RS485通訊口。宇電為此專門開發(fā)了新型 RS232/RS485及 USB/RS485 轉(zhuǎn)換器，具備 體積小、無需初始化而可適應(yīng)任何軟件、無需外接電源、有一定抗雷擊能力等優(yōu)點。 AI 儀表的 RS232 及 RS485 通訊接口采用光電隔離技術(shù)將通訊接口與儀表的其他部分線路隔離，當(dāng)通訊線路上的某臺儀表損壞或故障時，并不會對其它儀表產(chǎn)生影響。同樣當(dāng)儀表的通訊部分損壞或主機(jī)發(fā)生故障時，儀表仍能正常進(jìn)行測量及控制，并可通過儀表鍵盤對儀表進(jìn)行操作，工作可靠性很高。 16 位校驗碼的正確性是簡單奇偶校驗的 30000 倍，基本能保證數(shù)據(jù)可靠性。并且同一網(wǎng)絡(luò)上有其他公司也采用主從方式通訊的產(chǎn)品時，如 PLC、變頻器等，多數(shù)情況下 AI 系列儀 表都不會受其它公司產(chǎn)品通訊干擾，不會產(chǎn)生采集數(shù)據(jù)混亂或無法通訊的問題。但是 AI 儀表協(xié)議并不能保證其它公司產(chǎn)品能否正常工作，所以除非萬不得已，不應(yīng)將 AI 儀表與其它產(chǎn)品混在一個 RS485 通訊總線上，而應(yīng)分別使用不同的總線。 AI 儀表采用 16進(jìn)制數(shù)據(jù)格式來表示各種指令代碼及數(shù)據(jù)。 AI 儀表軟件通訊指令經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)的通訊指令只有兩條，一條為讀指令，一條為寫指令，兩條指令使得上位機(jī)軟件編寫容易，不過卻能 100%完整地對儀表進(jìn)行操作；標(biāo)準(zhǔn)讀和寫指令分別如下： 讀： 地址代號 +52H（ 82） +要讀的參數(shù)代號 +0+0+校驗碼 寫： 地址代號 +43H（ 67） +要寫的參數(shù)代號 +寫入數(shù)低字節(jié) +寫入數(shù)高字節(jié) +校驗碼 地址代號：為了在一個通訊接口上連接多臺 AI 儀表，需要給每臺 AI 儀表編一個互不相同的通訊地址。有效的地址為 0~80（部分型號為 0~100），所以一條通訊線路上最多可連接 81 臺 AI 儀表，儀表的通訊地址由參數(shù) Addr 決定。儀表內(nèi)部采用兩個重復(fù)的 128~208（ 16 進(jìn)制為 80H~D0H）之間數(shù)值來表示地址代號，由于大于 128 的數(shù)較少用到（如 ASC 方式的協(xié)議通常只用 0127 之間的數(shù)），因此可降低因數(shù)據(jù)與地址重復(fù)造成沖突的可能 性。 AI 儀表通訊協(xié)議規(guī)定，地址代號為兩個相同的字節(jié)，數(shù)值為（儀表地址 +80H）。13 例如：儀表參數(shù) Addr=10（ 16 進(jìn)制數(shù)為 0AH， 0A+80H=8AH），則該儀表的地址代號為：8AH 8AH。 參數(shù)代號：儀表的參數(shù)用 1個 8 位二進(jìn)制數(shù)（一個字節(jié)，寫為 16 進(jìn)制數(shù)）的參數(shù)代號來表示。它在指令中表示要讀 /寫的參數(shù)名。 校驗碼：校驗碼采用 16 位求和校驗方式，其中讀指令的校驗碼計算方法為： 要讀參數(shù)的代號 256+82+ADDR 寫指令的校驗碼計算方法為以下公式做 16 位二進(jìn)制加法計算得出的余數(shù)（溢出部分不處理）： 要寫的參數(shù)代號 256+67+要寫的參數(shù)值 +ADDR 公式中 ADDR 為儀表地址參數(shù)值，范圍是 0~80（注意不要加上 80H）。校驗碼為以上公式做二進(jìn)制 16 位整數(shù)加法后得到的余數(shù)，余數(shù)為 2 個字節(jié)，其低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。要寫的參數(shù)值用 16 位二進(jìn)制整數(shù)表示。 返回數(shù)據(jù)：無論是讀還是寫，儀表都返回以下 10 個字節(jié)數(shù)據(jù)： 測量值 PV+給定值 SV+輸出值 MV 及報警狀態(tài) +所讀 /寫參數(shù)值 +校驗碼 其中 PV、 SV 及所讀參數(shù)值均各占 2個字節(jié)，代表一個 16 位二進(jìn)制有符號補(bǔ)碼整數(shù)，低位字節(jié)在前，高位字節(jié)在后，整數(shù)無法表示小數(shù)點，要 求用戶在上位機(jī)處理；MV 占一個字節(jié)，按 8 位有符號二進(jìn)制數(shù)格式，數(shù)值范圍 110~＋ 110，狀態(tài)位占一個字節(jié)，校驗碼占 2 個字節(jié)，共 10個字節(jié)。 表 回各數(shù)據(jù)含義 PV 測量值 PV SV 當(dāng)前給定值 SV MV 輸出值 MV 狀態(tài)字節(jié) 狀態(tài)字節(jié) A 參數(shù)值 表示要讀或?qū)懙膮?shù)的值 返回校驗碼： PV+SV+（報警狀態(tài) *256+MV） +參數(shù)值 +ADDR 按整數(shù)加法相加后得到的余數(shù)。計算校驗碼時，每 2個 8 位字節(jié)組成 1個 16 位二進(jìn)制整數(shù)進(jìn)行加法運算，溢出數(shù)忽略，余數(shù)作為校驗碼。 表 狀態(tài)字節(jié) A數(shù)據(jù)含義（ 位 7固定為 0） 位 0 上限報警（ HIAL） 14 位 1 下限報警（ LoAL） 位 2 正偏差報警（ dHAL） 位 3 負(fù)偏差報警（ dLAL） 位 4 輸入超量程報警（ orAL） 位 5 AL1 狀態(tài)， 0 為動作 位 6 AL2 狀態(tài)， 0 為動作 表 AI808儀表可讀 /寫的參數(shù)代號表 參數(shù)代號 AI808 調(diào)節(jié)器參數(shù)含義 10 進(jìn)制 16 進(jìn)制 0 00H SV 給定值 /SteP程序段 1 01H HIAL 上限報警 2 02H LoAL 下限報警 3 03H dHAL 正偏差報警 4 04H dLAL 負(fù)偏差報警 5 05H dF 回差 6 06H Ctrl 控制方式 7 07H M5 保持參數(shù) 8 08H P 速率參數(shù) 9 09H t 滯后時間 10 0AH CtI 控制周期 11 0BH Sn 輸入規(guī)格 12 0CH dIP 小數(shù)點位置 13 0DH dIL 輸入下限顯示值 14 0EH dIH 輸入上限顯示值 15 0FH ALP 報警輸出定義 16 10H Sc 輸入平移修正 17 11H OP1 輸出方式 18 12H oPL 輸出下限 19 13H oPH 輸出上限 20 14H CF 功能選擇 21 15H 儀表特征碼 /程序控制字 (運行 :0 暫停 :4 停止 :12) 22 16H 儀表地址（讀 /寫） 23 17H dL 數(shù)字濾波 24 18H run 運行參數(shù) 25 19H Loc 參數(shù)封鎖 26 1AH C01(AI808 寫入時設(shè)置 MV值 ) 27 1BH t01 28 1CH C02 15 29 1DH t02 30 1EH C03 31 1FH t03 32 20H C04 33 21H t04 34 22H C05 35 23H t05 36 24H C06 37 25H t06 38 26H C07 39 27H t07 40 28H C08 41 29H t08 42 2AH C09 4385 2BH55H t09C30 程序數(shù)據(jù) 86 56H 當(dāng)前程序段運行時間 Visual Basic 串口通訊程序設(shè)計 Visual Basic 軟件使用 MSComm 控件可以便捷的設(shè)計出可用于串口通訊的程序。MSComm 有兩種驅(qū)動方式：事件驅(qū)動方式與查詢方式 。 （ 1）事件驅(qū)動方式 事件驅(qū)動通訊是處理串行端口交互作用的一種非常有效的方法。在許多情況下，在事件發(fā)生時需要得到通知，例如，在串口接收緩沖區(qū)中有字符，或者 Carrier Detect (CD) 或 Request To Send (RTS) 線上一個字符到達(dá)或一個變化發(fā)生時。在這些情況下，可以利用 MSComm 控件的 OnComm 事件捕獲并處理這些通訊事件。OnComm 事件還可以檢查和處理通訊錯誤。在編程過程中，就可以在 OnComm 事件處理函數(shù)中加入自己的處理代碼。這種方法的優(yōu)點是程序響應(yīng)及時，可 靠性高。每個MSComm 控件對應(yīng)著一個串行端口。如果應(yīng)用程序需要訪問多個串行端口，必須使用多個 MSComm 控件。 （ 2）查詢方式 查詢方式實質(zhì)上還是事件驅(qū)動，但在有些情況下，這種方式顯得更為便捷。在程序的每個關(guān)鍵功能之后，可以通過檢查 CommEvent 屬性的值來查詢事件和錯誤。如果應(yīng)用程序較小，并且是自保持的，這種方法可能是更可取的。 16 本課題的上位機(jī)的通訊設(shè)計是采用事件驅(qū)動方式進(jìn)行設(shè)計的。 MSComm 控件有多個屬性，其中 Rthreshold 屬性為一閥值。當(dāng)接收緩沖區(qū)中字符數(shù)達(dá)到 該值時， MSComm 控件設(shè)置 Commevent 屬性為 ComEvReceive，并產(chǎn)生 OnComm事件。用戶可在 OnComm 事件處理程序中進(jìn)行相應(yīng)處理。若 Rthreshold 屬性設(shè)置為 0，則不產(chǎn)生 OnComm 事件。例如用戶希望接收緩沖區(qū)中達(dá)到一個字符就接收一個字符，可將 Rthreshold 設(shè)置為 1。這樣接收緩沖區(qū)中接收到一個字符，就產(chǎn)生一次 OnComm事件。 在程序設(shè)計中，根據(jù) AI808 的通訊協(xié)議，將 Rthreshold 屬性的值設(shè)置位 10。由于系統(tǒng)在串口通訊中是按二進(jìn)制形式讀取的，所以將 MSComm 控件 的 InputMode 屬性設(shè)置為 1（ 0 為文本形式讀取， 1為二進(jìn)制形式讀?。?。 當(dāng)串口緩沖區(qū)接受到 10 個字節(jié)的數(shù)據(jù)就將產(chǎn)生一個 OnComm 事件中，在 OnComm事件就可以對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。根據(jù) AIBUS 協(xié)議，無論是讀還是寫，儀表都返回以下 10 個字節(jié)數(shù)據(jù)： 測量值 PV+給定值 SV+輸出值 MV 及報警狀態(tài) +所讀 /寫參數(shù)值 +校驗碼 因此，在 OnComm 事件首先要做的就是先將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)中讀出后進(jìn)行拆分，再將接收的十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，最后再進(jìn)行效驗，檢驗數(shù)據(jù)是否有誤。 以下程序中，先定義一個字節(jié)型的數(shù)組，當(dāng)接 受到 Rthreshold 個字符時，CommEvent 為 EvReceive，這時將串口緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)賦值給 Cmdin 數(shù)組，完成從串口中取出數(shù)據(jù)的工作。 Dim Cmdin() As Byte Select Case Case EvReceive Cmdin = End Select 根據(jù) AIBUS協(xié)議，在 Cmdin數(shù)組中， Cmdin(0)、 Cmdin(1)表示 測量值 PV， Cmdin(2)、Cmdin(3)表示 給定 值 SV， Cmdin(4)表示 輸出值 MV（按百分比表示）， Cmdin(5)表示報警狀態(tài)， Cmdin(6)、 Cmdin(7)表示 所讀 /寫參數(shù)值， Cmdin(8)、 Cmdin(9)表示 校驗碼。 下面的程序的表示的是一個過程程序，它能返回數(shù)據(jù)到調(diào)用它的程序中。在系統(tǒng)17 設(shè)計中使用下面的程序?qū)⑹M(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將十進(jìn)制數(shù)據(jù)返回主程序中。例如，調(diào)用 Join2Byte(Cmdin(1), Cmdin(0))函數(shù)就可返回測量值 PV（ AIBUS協(xié)議中規(guī)定返回的數(shù)組中高字節(jié)的數(shù)在右，低字節(jié)在左 ）。 Public Function Join2Byte(highbyte As Byte, lowbyte As Byte) Dim c As Integer c = highbyte If c 127 Then c = (c 256) * 256 Else c = c * 256 End If Join2Byte = c + lowbyte End Function 根據(jù) AIBUS 協(xié)議， 返回校驗碼 =PV+SV+（報警狀態(tài) *256+MV） +參數(shù)值 +ADDR 按整數(shù)加法相加后得到的余數(shù)，系統(tǒng)設(shè)計以下 的程序來計算效驗碼 ， 并將計算結(jié)果 crc 的值與 Join2Byte(Cmdin(9), Cmdin(8))的值進(jìn)行比較就可以驗證數(shù)據(jù)是否有誤。（ addr表示儀表地址） crc =Join2Byte(Cmdi