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當前位置:首頁 > 物聯(lián)網(wǎng) > 《物聯(lián)網(wǎng)技術》雜志
[導讀]摘 要:針對當前儀表通訊存在的問題,通過使用MCGSE嵌入式組態(tài)軟件、MCGS腳本驅動開發(fā)工具和觸摸屏對主動上報數(shù)據(jù)幀的工業(yè)儀表數(shù)據(jù)進行解析、存儲,并轉成標準的Modbus通訊協(xié)議,使之能夠接入一主多從的網(wǎng)絡鏈路中,破除了必須為該類儀表單獨設計一條通訊鏈路的限制??蔀轭愃浦鲃由蠄髷?shù)據(jù)的儀表接入一主多從的網(wǎng)絡鏈路提供參考

引 言

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)高速發(fā)展的今天,設備的數(shù)據(jù)采集離不開數(shù)據(jù)采集協(xié)議。PLC(Programmable Logic ControllerPLC)控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)需被服務器采集,需 PLC 控制器的通信協(xié)議,比如西門子的 MPI(Multi Point Interface,MPI)和莫迪康的 Modbus 等,這些標準的通信協(xié)議通常采用 RS 485通訊總線實現(xiàn)主一從或一主多從的組網(wǎng)方式。在 RS 485 通訊總線方式中,大多采用主機先發(fā)送請求命令給從機,從機再應答返回數(shù)據(jù)的方式。但現(xiàn)實中某些廠家生產的儀表采用的通信協(xié)議卻是從機定時主動上報數(shù)據(jù)的通訊方式,為了不影響其他設備采集數(shù)據(jù),在系統(tǒng)通訊組網(wǎng)時,需為該類儀表單獨設計一條通訊鏈路。為了將該儀表接入一主多從的通訊鏈路,筆者采用觸摸屏及 MCGS(Monitor and Control Generated System,MCGS)組態(tài)技術,對從機定時主動上報的數(shù)據(jù)解析、存儲,再轉成標準的 Modbus 通訊協(xié)議后,即可將其接入到一主多從的 RS 485 網(wǎng)絡中。

1 整體解決方案

某公司生產的靶式流量計就是一種主動上報數(shù)據(jù)的從機,流量計每隔 0.5 s上報一次數(shù)據(jù),主動上報幀內容見表 1 所列。

對于數(shù)據(jù)主動上報的從機,筆者通過使用 MCGSE(Monitor and Control Generated System for Embedded,MCGSE)嵌入式組態(tài)軟件、MCGS 腳本驅動開發(fā)工具和TPC7062Hi 觸摸屏實現(xiàn)主動上報數(shù)據(jù)幀的解析及顯示,再把觸摸屏采集到的數(shù)據(jù)通過標準 Modbus 協(xié)議轉出,然后接入 RS 485 總線中供其他主機讀取。

1.1 數(shù)據(jù)采集

首先用 MCGS 腳本驅動開發(fā)工具建立一個自定義驅動程序,命名為“主動上報數(shù)據(jù)設備”,在驅動程序中定義兩個字節(jié)數(shù)組,分別為 RecByteArr(接收數(shù)據(jù)數(shù)組)和DataByteArr(解析數(shù)據(jù)臨時數(shù)組)。其中,RecByteArr 用以存放接收串口命令數(shù)據(jù),DataByteArr 用以存放解析數(shù)據(jù)時臨時存放的數(shù)據(jù)。驅動程序數(shù)據(jù)采集流程如圖 1 所示。

基于MCGS組態(tài)技術的主動上報數(shù)據(jù)采集

基于MCGS組態(tài)技術的主動上報數(shù)據(jù)采集

1.2 數(shù)據(jù)解析

在表 1 的數(shù)據(jù)域中,有 2 位 BCD 碼、4 位 BCD 碼、6BCD 碼和 8 位 BCD 碼的數(shù)據(jù),為方便解析數(shù)據(jù),本文采用 4 位 BCD 碼進行解析,共解析七個 4 位 BCD 碼,再通過運算得到流量計實際上報數(shù)據(jù)。解析數(shù)據(jù)示意如圖 2 所示。

基于MCGS組態(tài)技術的主動上報數(shù)據(jù)采集

按上述方法把流量計主動上報數(shù)據(jù)的驅動編譯并保存,然后放入 MCGSE 嵌入式組態(tài)軟件安裝目錄的自定義驅動文件夾中,方便調用。

1.3 觸摸屏組態(tài)程序設計

1.3.1 新建工程

啟動 MCGSE 嵌 入 式組 態(tài) 軟件, 進 入 MCGS 組態(tài)環(huán)境,新建一個工程,命名為“主動上報數(shù)據(jù)采集”,選擇TPC7062Hi 型觸摸屏,其他為默認設置。

1.3.2 增加實時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

在系統(tǒng)工作臺界面中的實時數(shù)據(jù)庫窗口,新增與流量計通訊需要采集的數(shù)據(jù)變量,流量計中的數(shù)據(jù)均為數(shù)值型變量,因此本工程需建立累積流量、瞬時流量、溫度等共計 6 個數(shù)值型變量,新建變量見表 2 所列。

基于MCGS組態(tài)技術的主動上報數(shù)據(jù)采集

1.3.3 設備組態(tài)

進入系統(tǒng)工作臺界面中的設備組態(tài)窗口,增加通用串口父設備 0,并對通用串口父設備 0 進行基本屬性設置,選擇COM2 作為串口端口號,波特率設置為 9 600 bps,數(shù)據(jù)位數(shù)為 8,停止位數(shù)為 1,數(shù)據(jù)校驗方式設置為無校驗。再增加通用串口父設備 1,選擇 COM4 作為串口端口號,其他設置同通用串口父設備 0。然后在通用串口父設備 0 下添加主動上報數(shù)據(jù)設備,在通用串口父設備 1 下添加 Modbus 串口數(shù)據(jù)轉發(fā)設備。設備組態(tài)窗口如圖 3 所示。最后在主動上報數(shù)據(jù)設備和Modbus 串口數(shù)據(jù)轉發(fā)設備的屬性設置中,參照表 2 增加設備通道與通道連接。

1.3.4 觸摸屏界面組態(tài)

在系統(tǒng)工作臺界面中的用戶窗口新建流量計數(shù)據(jù)顯示的用戶窗口,然后在窗口中動畫連接組態(tài)流量計所有實時數(shù)據(jù)。最后把組態(tài)好的人機交互數(shù)據(jù)下載到 TPC7062Hi 觸摸屏中,讓觸摸屏與流量計連機運行。在人機界面中看到流量計的實時數(shù)據(jù)與現(xiàn)場流量計表顯示數(shù)據(jù)一致,實現(xiàn)了本次設計的目的。觸摸屏顯示流量計的實時數(shù)據(jù)界面如圖 4 所示。

基于MCGS組態(tài)技術的主動上報數(shù)據(jù)采集

2 結 語

MCGS 腳本驅動開發(fā)工具為主動上報數(shù)據(jù)的流量計開發(fā)對應驅動,通過 MCGSE 嵌入式組態(tài)軟件進行組態(tài),最后把組態(tài)好的工程下載到 TPC7062Hi 觸摸屏中,從而將流量計主動上報的數(shù)據(jù)轉換成標準的 Modbus 協(xié)議,接入一主多從的RS 485 網(wǎng)絡,供主站設備讀取。通過測試運行,本次實驗采集的數(shù)據(jù)準確,系統(tǒng)運行可靠,類似主動上報數(shù)據(jù)的儀表接入一主多從網(wǎng)絡鏈路時,可參考該設計方案






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